Kimyasal olarak modifiye edilmiş atık kağıtlardan kompozit üretimi
Composite production from chemically modified waste papers
Yazar: RIZA ÖZHAN
Danışman: PROF. DR. NİLGÜL ÇETİN
İzmir Katip Çelebi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Disiplinlerarası Biyokompozit Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Ülkemizde olduğu gibi sınırlı orman varlığına sahip ülkelerde atık kağıt gibi alternatif lignoselülozik kaynaklara yönenilmesi gerekli bir ihtiyaçtır. Değerli bir lif kaynağı olan atık kağıtların dolgu maddesi olarak değerlendirilmesi kompozit malzeme üretiminde ucuz, sürdürülebilir, bol bulunam bir kaynak olarak ilgi uyandırmaktadır. 
Bu çalışmada, ilk olarak saçilen atık kağıtların kimyasal bileşimleri tespit edilmiştir. Çalışmanın devamında kağıtlar propiyonik anhidrit ile kimyasal olarak modifiye edilmiştir. Atık kağıtların kimyasal modifikasyonu sonrası %0,55 ile %18,71 arasında değişen ağırlık kazancı yüzdeleri elde edilmiştir. Yüksek hızlı termokinetik karıştırıcı kullanılarak YYPE matrise sahip biyokompozitler üretilmiştir. Uyumlaştırıcı ajan olarak bazı örneklere MAPE ilave edilmiştir. YYPE matrisli kompozit plakalar, hidrolik üniteli üç zamanlı (90 sn 40 bar,60 sn 70 bar,30 sn 120 bar) sıcak (1800C) ve tek zamanlı (120 sn 120 bar) soğuk (100C) preste basılmış ve test örnekleri hazırlanmıştır. Üretilen kompozit örneklerinin mekanik özelliklerini tespit etmek amacıyla çekme ve eğilme direnci testleri yapılmıştır. Termal, morfolojik ve viskoelastik özelliklerini belirlemek için ise sırasıyla TGA, SEM, DMA analizleri yapılmıştır. TGA analizlerine göre polimer içerisine atık kağıdın dolgu maddesi olarak eklenmesi ile kompozitlerin termal kararlığında artış görülmüştür. Kompozitlerin mekanik özelliklerinde önemli miktarda bir iyileşme görülürmüştür. YYPE içerisine kağıt partikülleri katılması genel olarak çekme direncini, eğilme direncini ve elestisite modülünü olumlu şekilde arttırmıştır. YYPE içerisine katılan dolgu maddeleri elastisite modülünü ortalama olarak yaklaşık %220 artırmıştır. Uyum sağlayıcı MAPE ilavesinin mekanik özellikleri tüm numunelerde arttırdığı görülmüştür.

Abstract:
Turning to alternative lignocellulosic sources such as wastepapers, is an essential requirement in the countries which have restricted forest resources as in our country. Turning wastepapers which are very valuable fiber resources to good account as filling material, arouses interest for being available as a cheap, sustainable, and superabundant source in producting composites.
In this study, to start with, chemical components of chosen wastepapers were identified. Afterwards, wastepapers were chemically modified via propionic and anhyride. After chemical modification of wastepapers, percentages of gaining weight which were changing between 0.55% and 18.71% were acquired. 
Composites with HDPE matrix were producted by using laboratory typed high-speed Thermo-kinetic mixer. As a compatibilizer agent, MAPE was added into some samples. Composite plates with HDPE matrix were pressed by using three-cycled mangle with hydraulic unit (90 sec 40 bar, 60 sec 70 bar, 30 sec 120 bar) hot (180 C) and monochronic mangle with hydraulic unit (120 sec 120 bar) cold (10 C) and test samples were prepared. In order to specify mechanic features of producted composite samples, tensile and bending strength tests were done. Besides mechanic ones, to specify thermal, morphologic, and viscoelastic features, TGA, SEM, and DMA analyses were made respectively.
According to TGA analyses, there was an increase in thermal stability of composites by adding wastepapers as a filling material into polymer which was a significant improvement in the mechanical properties of composites. Furthermore, the incorporation of paper particles into the HDPE generally improved tensile strength, bending strength, and modulus of elasticity. The fillers added into the HDPE increased the modulus of the elasticity by approximately 220%. Moreover, the addition of the adaptive MAPE was found to increase the mechanical properties in all samples.