Üniversitemizdeki polietilen ve polipropilen atıkların polimer kompozit üretiminde değerlendirilmesi
Polymer composites from recycled polyethylene and polypropylene generated in the campus of Kahramanmaraş Sütçü İmam University
Yazar: KADİR KARAKUŞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. FATİH MENGELOĞLU
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products ; Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Türkiye'de yıllık olarak milyonlarca tonluk plastik, tarımsal ve orman endüstrisi atığı oluşmaktadır. Bu atıklardan plastiklerin çöp sahalarında depolanması, tarımsal atıkların tarlada yakılması ve orman endüstrisi atıklarının yakılarak ya da çöp sahalarına atılması yoluyla hem çevre problemi oluşturulmakta hem de potansiyel hammaddelerin israfı söz konusu olmaktadır. Oluşturulan bu atıkların hammadde olarak kullanılabileceği alanlardan bir tanesi de polimer-kompozit üretimidir.Bu çalışmada Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Yerleşkelerinden toplanan atık yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) su boruları ve polipropilen (PP) meşrubat bardakları polimer hammaddesi olarak kullanılırken, lignoselülozik dolgu maddesi olarak tarımsal atıklardan pamuk karpeli ve buğday sapları ve orman endüstri atıklarından kereste fabrikası atığı okaliptüs talaşları kullanıldı. Lignoselülozik dolgu maddesi tipinin, kullanılan polimer tipinin ve uyumsuzluk giderici kimyasal tipinin üretilen polimer-kompozitlerin termal, mekanik ve morfolojik özellikleri üzerine etkisi araştırıldı.Sonuç olarak polimer kompozitlerin üretilmesi esnasında ekstruder sıcaklığının YYPE esaslı kompozitler için 129-210 °C ve PP esaslı kompozitler için ise 163-210°C aralığında olması gerektiği tespit edilmiştir. Üretilen polimer-kompozitlerin eğilme ve eğilmede elastikiyet modülü değerleri ASTM D 6662'de istenen değerlerin üzerinde bulunmuştur. YYPE ve PP kullanılarak üretilen polimer kompozitler benzer mekanik özelliklere sahip bulunmuştur. Kullanılan uyumsuzluk gidericiler polimer-kompozitlerin eğilme ve çekme direnci değerleri üzerinde olumlu bir etki yapmıştır. Ancak PP esaslı polimer-kompozitlerde maleik anhidrit ile muamele edilmiş polipropilen (MAPP)'in ve YYPE esaslı polimer-kompozitler için ise maleik anhidrit ile muamele edilmiş polietilen (MAPP)'in daha iyi sonuç verdiği saptanmıştır. Morfolojik özelliklerin belirlenmesi amacıyla yapılan taramalı elektron mikroskobu (SEM) çalışması ise uyumsuzluk gidericilerin su sevmeyen özellikteki polimer ile suyu seven yapıdaki lignoselülozik dolgu maddesi arasındaki adhezyonu artırdığını göstermiştir.Bu çalışma ile plastik, tarımsal ve orman endüstrisi atıkların polimer-kompozit üretiminde değerlendirilme imkânı ortaya konulmuş olup atıkların bu şekilde değerlendirilmesi ile çevreye ve dolayısıyla topluma fayda sağlayacağı düşünülmektedir.

Abstract:
Turkey produces millions of tons of plastic, agricultural and forest product industry wastes annually. These wastes were either land filled or burned in the field causing both environmental problems and misuse of raw materials. There are industrial fields that can potentially use these wastes as a raw material. One of them is being the manufacture of polymer-composites.In this study, waste high density polyethylene (HDPE) water pipes and polypropylene (PP) soft drink cups collected from the campuses of Kahramanmaras Sutcu Imam University were used as polymeric materials while flours produced from cotton carpel, wheat straws and eucalyptus wood waste were used as lignocellulosic fillers. The effects of lignocellulosic filler, polymer and coupling agent types on the thermal, mechanical and morphology properties of produced polymer-composites were investigated.In conclusion, extruder temperature of HDPE based and PP based composites should be in the range of 129- 210 °C and 163- 210 °C, respectively. Manufactured polymer-composites provided higher flexural strength and flexural modulus than requirements in the ASTM D 6662 (2001) which is a standard for polyolefin-based lumber. Both HDPE and PP based polymer composite provided similar mechanical properties. In addition, the use of coupling agents improved the flexural and tensile strength of the polymer-composites. However, MAPP coupling agents were superior in PP based composites while MAPE coupling agents performed better in HDPE based composites. Morphology properties were also studied using scanning electron microscope. The addition of coupling agents advanced the adhesion between hydrophobic polymer and hydrophilic lignocellulosic filler.This study showed that polymer composites can be manufactured utilizing plastic, agricultural and forest product industry wastes. It is believed that this type of manufacturing provides benefits to the both environment and society.