Enjeksiyonla kalıplama için polipropilen-fındık kabuğu kompozitlerinin eriyik harmanlama ile hazırlanması
Preparation of polypropylene-hazelnut shell composites by melt blending for injection
Yazar: PASHA SAFAROV
Danışman: DOÇ. DR. TUNCER YALÇINYUVA
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Enjeksiyon kalıpları = Injection molds ; Epoksi reçine = Epoxy resin ; Fındık kabuğu = Hazelnut shell ; Polipropilen = Polypropylene

Özet:
İyirmici yüzyılın sonlarından günümüze kadar sanayide doğal dolgu malzemelerinin polimer kompozitlerde kullanımı gitdikce artış göstermektedir. Bu alanda fındık kabuğu, hindistan cevizi kabuğu, ceviz, yer fıstığı ve benzer doğal dolgular araştırma konusudur. Üretilmekte olan bu ürünler kısmen olsa da biyolojik bozunabilir olduğu için çevreye çok etkisi yoktur. Fındık kabuğu gibi dahil diğer buna benzer kuruyemişlerin kabukları  da gıda sektöründe endüstriyel  atık olduğu için  yenilenebilir kaynak gibi kullanılması söz konusudur. Sentetik polimerlerin üretilmesi maliyeti her giden gün artığı için doğal kompozitlerin kullanılması daha makuldür ve plastik ürünlerde maliyet azaltılmasıyla sonuçlanacaktır. 
 Doğal kompozit ürünümüz alır almaz öncelikle, malzemenin nem oranı, yoğunluğu, ısıl dayanımı gibi özellikleri test edilecektir. Fındık kabuğunun dolgu olarak polimer kompozitlerde kullanılabilmesi için uygun bir şekilde tanecik boyutunda ayarlanması gerekmektedir. Fındık kabuğu uygun laboratuvar öğütücülerde öğütülmesi, aynı zamanda  ürünün tanecik büyüklüğünün dağılım oranının karakterize edilmesi gerekmektedir.Fındık kabuğu neme hassas  bir malzeme olduğunu bilerek,  kullanılmadan önce kurutma işlemleri yapılmalı ve içerdiği izafi nemin giderilmesi gerekmektedir. Yapısı polimer olan poliolefinler (, polipropilen polietilen vb.), epoksi reçineler, poliesterleri doğal dolgulu kompozit üretiminde kullanılmaktadır. Yapılacak projede polimer matris gibi polipropilen kullanılacaktır. 
 Fındık kabuğu önce kurutulmuş sonra üç farklı tanecik boyutlarında öğütülüp elenmiştir. Hazır halde olan dolgu maddesi TOSAF SAN L.T.D. şirketi tarafından temin edilen, injeksiyon kalıplama için özel olan içeriği %30 talk olan  termoplastik polipropilenle güçlendirilip, uyumlaştırıcı (% 0,6 ve 8-10 ) maleik anhidrit aşılanmış polipropilenle (PP-g-MA) ve uyumlaştırıcı kullanmadan belirli basınç ve sıcaklık altında karıştırıcıda karıştırılarak pres makinasında şekillendirilmiştir. Elde edilen nihayi ürün mekanik özellikleri (çekme-kopma), su absorpsiyonu,yoğunluk,termogravimetrik analiz (TGA),diferensiyel taramalı kalorimetre (DSC) testi yapılmıştır.Alınan sonuçlara göre, ürünün mekanik özellikleri, yoğunluğu azalmış, su absorblaması giderek artmıştır.TGA ile kullanılan malzemelerin (fındık kabuğu  ve polipropilen) bozulma sıcaklıkları, DSC ise farklı  PP/FK oranlarında ve tanecik boyutlarında erime değerleri analiz edilmiştir.

Abstract:
Since the end of the twentieth century, the use of natural filling materials in polymer composites has been increasing in industry. In this area, hazelnut shell, coconut shell, walnut, peanut and similar natural fillings are the subject of research. Although these products are partially biodegradable, they do not have much impact on the environment. Since the shells of other similar nuts, including hazelnut shells, are industrial waste in the food sector, they can be used as a renewable resource. Since the cost of production of synthetic polymers is increasing day by day, it is more reasonable to use natural composites and will result in cost reductions in plastic products.
In this thesis, hazelnut shell filled polypropylene based composite materials were prepared and their properties were investigated. In the hazelnut shell, which is used as a natural composite filling, first of all, the properties of the material such as moisture content and thermal resistance were tested. In order for the hazelnut shell to be used as a filler in polymer composites, it must be adjusted to the particle size appropriately. It is necessary to grind the hazelnut shells in suitable grinders, and also to characterize the particle size distribution of the product. Knowing that hazelnut shell is a moisture sensitive material, drying processes should be done before use and the moisture it contains must be removed. Polyolefin polymers (polyethylene, polypropylene, etc.), epoxy resins, polyesters are used in the production of natural filled composites. In the study presented with this thesis, polypropylene was used as the polymer matrix.
The hazelnut shells were first dried and then ground and obtained in three different particle size ranges in the shaker sieve system. The raw hazelnut shell was supplied by TOSAF SAN L.T.D. company. Composite samples are prepared by adding hazelnut shell into polypropylene containing %30 talc produced for injection molding, adding %0.6 and 8-10 maleic anhydride grafted polypropylene (PP-g-MA) as a compatibilizer, or without using compatibilizers by mixing in a melt mixer system under a certain temperature. Test specimens were shaped in hot and cold presses using metal molds. The mechanical properties of the final products were examined by the tensile test, water absorption and density tests were also carried out. Thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) test were performed for raw material polypropylene and hazelnut shell. The effects of hazelnut shell ratio and particle size in composites were investigated. In addition, how different nutshell ratios and particle sizes of the obtained composites affect the melting behavior of the material was investigated by DSC analysis.