Atık pamuk ve çam talaşı dolgulu geri dönüşüm polipropilen esaslı kompozit malzemelerin mekanik davranışlarının incelenmesi
Investigation of the mechanical behavior of waste cotton and pine sawdust filled recycled polypropylene based composite materials
Yazar: HİLAL SELİMOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. İLYAS KARTAL
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Kompozit malzemeler, istenilen özellikleri sağlaması için belirli bir dolgu maddesi veya takviye elemanı ve matris malzemesi bir reçine ile sentetik olarak üretilmektedirler. Kompozitlerde sentetik dolgular yoğun olarak tercih edilmektedir. Fakat son zamanlarda doğal lif ve dolgular sentetik dolgulara göre daha çok tercih edilmeye başlanmıştır. Doğal lif ve dolgular polimer matrislerde hem güçlendirici hem de dolgu olarak kullanılmaktadır. Doğal yapılarla hazırlanan kompozit malzemeler kolay işlenebilir, hafiflik, düşük maliyet, kolay bulunabilirlik gibi birçok nedenlerle endüstride geleneksel malzemelerin yerine geçmişlerdir.
Bu çalışmada polimer matrisli kompozitlerde çam ağacı talaşı ile pamuğun beraber kullanılabilirliği incelenmiştir. Çam ağacı talaşı, özellikle mobilya sektöründe atık olarak ortaya çıkan bir üründür. Pamuk ise tekstil endüstrisinde geniş kullanım alanına sahip olup atık ürün olarak da elde edilir. Matris malzemesi olarak endüstride yoğun kullanımı sebebiyle geri dönüşümlü Polipropilen kullanılmıştır. Çam talaşı, elek kullanılarak 0-250 mikron boyutunda hazırlanmıştır. Tekstil atığı olan pamuk farklı boyutlarda olduğu için belirli boyut olması açısından yaklaşık 1 cm olacak şekilde kesilmiştir. Çam talaşı ve tekstil atığı farklı oranlarda Polipropilene ilave edilerek kompozit malzemeler elde edilmiştir. Karışım ekstrüzyon işlemi ile gerçekleşmiştir. Kompozit numuneler enjeksiyonla kalıplama yöntemiyle hazırlanmıştır.  Numunelerin çekme, darbe, sertlik, su absorbsiyonu, yoğunluk, ergime akış indeksi gibi fiziksel özellikleri incelenmiştir. Kırık yüzeylerden SEM görüntüleri analiz edilmiştir. Çalışma sonucunda çam talaşı ve atık pamuk polipropilen esaslı kompozit uygulamalarında kullanılabileceği değerlendirilmiştir.

Abstract:
Composite materials are produced synthetically with a certain filler or reinforcing material and a resin as matrix material to provide the desired properties. Synthetic fillers are heavily preferred in composites. However, recently, natural fibres and fillers have started to be preferred more than synthetic fillers. Natural fibres and fillers are used both as reinforcements and fillers in polymer matrices. Composite materials prepared with natural structures have replaced traditional materials in the industry for many reasons such as easy processing, lightness, low cost, and easy availability.
In this study, the usability of pine wood sawdust and cotton together in polymer matrix composites was investigated. Pine sawdust is a product that emerges as a waste, especially in the furniture industry. Cotton has a wide area of use in the textile industry and is also obtained as a waste product. Recycled Polypropylene is used as matrix material due to its intense use in industry. Pine sawdust was prepared using a sieve in the size of 0-250 microns. Since cotton comes in different sizes, it was cut to be approximately 1 cm to have a specific size. Composite materials were obtained by adding pine sawdust and textile waste to Polypropylene at different ratios. The mixture was made with extrusion process. Composite samples were prepared by injection moulding. The mechanical and physical properties of the samples such as tensile, impact, hardness, water absorption, density, melt flow rate were investigated. SEM images of the broken surfaces were analysed. As a result of the study, it was evaluated that pine sawdust and waste cotton could be used in polypropylene based composite applications.