CTP kesme atıkları kullanılarak PVC matrisli kompozit malzeme üretimi ve özellikleri
Production of PVC matrix composites by using GRP cutting wastes and their properties
Yazar: ARZU ÖZÜYAĞLI
Danışman: PROF. DR. AKIN AKINCI
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Geleneksel polivinilklorür (PVC) boru üretiminde katkı malzemesi olarak kalsiyum karbonat (CaCO3) kullanılmaktadır. Bu çalışmada CaCO3 yerine, sanayi atığı kullanılmıştır. Kullanılan sanayi atığı cam elyaf takviyeli polyester (CTP) boru üretiminden sulu kesim sırasında çıkmaktadır. Atık; silisyum dioksit (SiO2), cam elyaf ve polyester reçine içermektedir. Sulu çamur halinde filter presten çıkan atık fabrikadan alındıktan sonra kurutma öğütme ve eleme işlemleri uygulanarak toz formuna getirilmiştir. Numuneler PVC, CTP atık tozu ve prosese yardımcı maddeler mikserde karıştırılarak ekstrüzyon yöntemi ile profil şeklinde üretilmiştir. Atık toz PVC 'ye oranla ağırlıkça %5-%10-%15-%20-%25-%30-%35-%40-%45-%50-%60-%70 oranlarında katkı malzemesi olarak kullanılmıştır. Karşılaştırma yapılabilmesi açısından CaCO3 dolgulu ve dolgusuz PVC numuneleri de aynı şartlarda üretilmiş ve testler yapılmıştır. Testler sonucu bulunan en uygun formül ile atık su borusu üretimi sanayide gerçekleştirilmiştir.
Tüm PVC matrisli kompozit numunelere görünüş ve renk kontrolü, yoğunluk, shore D sertlik, çekme, üç nokta eğme, darbe deneyleri, erozif ve adhezif aşınma testleri, XRD, DTA-TG, EDS analizleri, UV dayanım ve diklorometana dayanım testleri yapılmış, optik mikroskop ve SEM görüntüleri alınmıştır. Üretilen atık su borusuna ise; çekme, darbe, boyutsal kararlılık ve vicat yumuşama sıcaklığı deneyleri yapılmıştır PVC üretiminde geleneksel olarak kullanılan kalsiyum karbonat yerine, CTP atık toz kullanılarak daha yüksek sertlik, eğme, çekme mukavemeti değerleri elde edilmiştir. Kalsit dolgulu numunenin darbe dayanımı ise daha yüksek bulunmuştur. Atık dolgusu ile kalsit dolgulu üründen daha düşük yoğunlukta ve daha hafif malzeme üretimi gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Calcium carbonate (CaCO3) as a filler has been used in the traditional production of polyvinyl chloride (PVC) pipe. In this study, industrial waste is used instead of CaCO3. Used in cutting waste was emerged during the produced in glass fiber reinforced polyester (GRP) pipe production from wet cutting. Cutting waste goes to filter press system. GRP waste is including polyester resin, glass fiber, silicon dioxide (SiO2). Cutting waste was dried, milled and then sieved. PVC, GRP waste powder and process aids were mixtured then produced in extrusion system for polymer matrix composite production. Thirteen different weight (%5-%70) percentages of cutting waste as a filler were reinforced to PVC. CaCO3 reinforced and pure PVC were produced in extrusion system to make comparison. Waste water pipe was produced according to optimal formula found by tests.
All PVC samples were tested appearance and color control, density, shore D hardness, tensile testing, three-point flexural testing, impact testing, erosive and adhesive wear, XRD, DTA-TG, and EDS analysis, resistance to dichloromethane, UV resistance, surfaces were taken by SEM and optical microscope. The waste water pipe were tested tensile test, impact test, dimensional stability and vicat softening temperature. The PVC matrix composite which was produced by using of waste material, tensile strength and hardness values were increased and the density was decreased. CaCO3 reinforced PVC composite higher impact resistant than waste material reinforced PVC matrix composite. GRP waste reinforced PVC matrix composite is lighter than traditional PVC composites.