Doğal lif takviyeli polibütilensüksinat kompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of natural fiber- filled polybutylenesuccinate composites
Yazar: SEMA ÖZALP
Danışman: DOÇ. DR. YASİN KANBUR ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ÜMİT TAYFUN
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Doğal lifler = Natural fiber ; Keten = Flax ; Silanlama = Silanization ; Süksinatlar = Succinates ; Yüzey modifikasyonu = Surface modification

Özet:
Bu çalışma ile, biyolojik olarak parçalanabilen çevre dostu, yüksek elastisiteye, belirli ölçüde ısısal ve kimyasal dirence sahip, eriyik işlenebilirliği mevcut ve düşük maliyetli polimer türü olan Polibütilen Süksinatın (PBS) özelliklerinin, farklı doğal takviye materyalleri olan Jüt elyaf (JF) ve Keten elyaf (KF) kullanılarak geliştirilmesi ve ayrıca yüzey modifikasyonunun kompozitlerin mekanik, ısısal, termogravimetrik, aşınma, su emme ve morfolojik özellikleri üzerine etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Jüt ve keten elyaflara alkalileme ve silanlama ile yüzey modifikasyon işlemleri uygulanmıştır. Kompozit malzemelerin mekanik, ısısal, termomekanik, aşınma, su emme ve morfolojik özellikleri incelenmiştir. Modifikasyon uygulanmış ve uygulanmamış jüt ve keten elyafların yüzey özellikleri FTIR ve SEM ile karakterize edilmiştir. Polimer matris ve dolgu maddeleri çift vidalı ekstrüderde karıştırıldıktan sonra enjeksiyonlu kalıplama ile şekillendirilmiştir.   
Elde edilen kompozit numuneleri çekme, sertlik, termogravimetrik analiz (TGA), dinamik mekanik analiz (DMA), aşınma ve su emme testleri ve alan etkili taramalı elektron mikroskopisi (FESEM) ile analiz edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda, JF ve KF ilavelerinin kompozit malzemelerin mekanik ve ısısal özelliklerini olumlu biçimde etkilediği görülmüştür. Jüt ve keten elyaflara yüzey modifikayonunun dolgu maddesi ile polimer matris arasındaki yüzey uyumsuzluk problemini çözdüğü ve PBS/modifiye JF, PBS/modifiye KF kompozitlerinin mekanik ve ısısal özelliklerini geliştirdiği elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, the properties of Polybutylene Succinate (PBS), which is a biodegradable, environmentally friendly, high elasticity, thermal and chemical resistance to a certain extent, melt processable and low-cost polymer, were enhanced by different natural reinforcement materials such as Jute fiber (JF) and Flax fiber (KF) and additionally the effects of surface modification on the mechanical, thermal, thermogravimetric, wear, water absorption and morphological properties of composites were investigated. Surface modification processes were applied to jute and flax fibers by alkalization and silanization. Mechanical, thermal, thermomechanical, wear, water absorption, and morphological properties of composite materials were investigated. The surface properties of modified and unmodified jute and flax fibers were characterized by FTIR and SEM. After the melt-mixing of the polymer matrix and fillers in a twin screw extruder, they were shaped by injection molding. Tensile, hardness, thermogravimetric analysis (TGA), dynamic mechanical analysis (DMA), abrasion, and water absorption tests, and field-effect scanning electron microscopy (FESEM) analyzes were performed on composite samples. As a result of the analysis, it was seen that the additions of JF and KF positively affected the mechanical and thermal properties of composite materials. It was obtained that the surface modification of jute and flax fiber solved the problem of surface incompatibility between the filler and the polymer matrix and improved the mechanical and thermal properties of PBS/modified JF, PBS/modified KF composites. Surface modification of Jute fiber and Flax fiber creates a more favorable interfacial interaction between the filler material and the polymer matrix, and higher structural, mechanical, and thermal properties were obtained for PBS/modified JF, PBS/modified KF composites.