Uzun cam elyaf katkılı polipropilen kompozit atıklarının geri dönüşümü ve değerlendirilmesi
Recycling and evaluation of long glass fiber reinforced polypropylene composite wastes
Yazar: EZGİ SÖZEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SENNUR DENİZ ; DR. AREF CEVAHİR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Dünya üzerinde kullanılan polimer ürünlerinin sayısı gün geçtikçe artmaktadır. Polimer malzemeler ile birçok alanda karşılaşılmaktadır. Kullanım alanlarına göre ya saf olarak ya da takviyeli şekilde bulunmaktadırlar. Polimer malzemelerin tek başına yeterli olmadığı durumlarda güçlendirmek için kompozit malzeme formuna getirilmesi gerekmektedir. Kompozit malzemeler birçok şekilde sınıflandırıldığı gibi takviye ürünlerine göre de çeşitlenmektedir. Takviye ürünleri genellikle elyaf ürünleri olmaktadır. Elyaf türlerinden en çok bilinenler ise cam elyaf (CE), karbon elyaf ve doğal elyaftır. Cam elyaf, özellikle mukavemet katkısı ile bilinen bir takviye ürünüdür. Kompozit malzemelerin kullanım alanları otomotiv, denizcilik, tıp, elektrik devre sistemleri, yapı sektörü şeklinde artmaktadır. Cam elyafın kullanım alanlarına bakıldığında öncelikle otomotiv sektörü gelmektedir. Diğer bir kullanım alanından olan rüzgar türbinleri güncel konulardandır. Geniş ölçekli kullanımları nedeniyle atık, ömrü dolmuş parça, kullanılmayan ürünler gibi durumlar söz konusu olduğunda geri dönüşüm olanaklarının değerlendirilmesi düşünülmektedir. Bu tez kapsamında da elyafların uzun elyaf ürünlerinden olan cam elyafın polipropilen (PP) matrisli ürünleri için geri dönüşüm elde edip bunun sonucundaki iyileşmeler sağlanmaktır. Polimer olarak polipropilen tercih edilmesinin sebebi en çok kullanılan termoplastik olması ve aynı zamanda geniş bir kullanım alanına sahip olmasıdır. Özellikle otomotiv sektöründe polipropilenin birçok parça için kullanımı dikkat çekmektedir. Takviye ürünü olarak cam elyaf tercih edilme sebebi ise katkı olarak birçok etkiye sahip olmasıdır. Katkıları temel olarak sıralandığında kolay akma, iyi işlenebilirlik, iyi mekanik dayanım ve iyi renk kalitesi gelmektedir. Bu kompozit (PP-CE) ürünlerdeki en önemli özelliklerden biri mukavemettir. Bu tez kapsamında geri dönüşüm yapılacak ürün temin edilmiş ve ön işlemler yapılmıştır. Hammaddeler için karakterizasyon testleri yapılmıştır. Hazırlıkların tamamlanması sonucunda harman hesapları yapılmıştır. Hazırlanan harmanlar önce ekstrüderde granül formuna getirilip ardından enjeksiyon makinesinde kalıplanmıştır. Kalıplar mekanik mukavemet için sınıflandırılmıştır. Mekanik testler darbe (Izod- Charpy), kopma ve eğme olarak üç şekilde gerçekleştirilmektedir. Termal analiz olarak Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC) analizi yapılmıştır, erime ve kristallenme sıcaklıklarında anlamlı bir farklılık görülmemiştir. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) görüntüleri ile kompozit malzeme davranışı incelenmiştir. Yapılan işlemlerin ardından kullanım alanına göre atık katkısı belirlenebileceği görülmüştür.

Abstract:
The number of polymer products used worldwide is increasing day by day. Polymer materials are encountered in many areas. They are either pure or reinforced, depending on their application. When polymer materials are not sufficient alone, they should be brought into composite material form to strengthen them. Composite materials are classified in many ways as well as diversified according to their reinforcement products. Reinforcement products are generally fiber products. The most known fiber types are glass fiber (CE), carbon fiber and natural fiber. Glass fiber is a reinforcement product known for its strength additives. The areas of use of composite materials are increasing in the form of automotive, marine, medical, electrical circuit systems, construction sector. When looking at the usage areas of glass fiber, the automotive sector comes first. Wind turbines, which are another area of use, are current issues. Recycling possibilities are considered when it comes to waste, expired parts, unused products due to their large-scale use. Within the scope of this thesis, the recycling of polypropylene (PP) matrix products of glass fiber, which is one of the long fiber products of fibers, is achieved and improvements in this result are achieved. Polypropylene is preferred as polymer because it is the most commonly used thermoplastic and also has a wide range of usage. Especially in the automotive sector, the use of polypropylene for many parts is remarkable. The reason why glass fiber is preferred as a reinforcement product is that it has many effects as additive. When the additives are basically listed, it comes with easy flow, good workability, good mechanical strength and good color quality. One of the most important properties of these composite (PP-CE) products is strength. Within the scope of this thesis, products to be recycled were provided and pretreatments were made. Characterization tests have been carried out for raw materials. As a result of the preparations, blend calculations were made. The prepared blends were first turned into granules in the extruder and then molded in the injection machine. Molds are classified for mechanical strength. Mechanical tests are carried out in three ways as impact (Izod-Charpy), rupture and bending. Differential Scanning Calorimetry (DSC) analysis was performed as thermal analysis, no significant difference was observed in melting and crystallization temperatures. Composite material behavior was investigated by scanning electron microscopy (SEM) images. After the operations, it has been seen that waste additives can be determined according to the usage area.