Atık doğal liflerden kompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of the waste natural fiber reinforced composites
Yazar: GİZEM ÖZTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. DEMET TOPALOĞLU YAZICI
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Ülkemizde Karadeniz bölgesinde çay üretiminden her yıl yaklaşık kuru bazda 30 bin ton çay atığı ortaya çıkmaktadır. Çay atığı organik madde bakımından zengin olmasına rağmen, çok az bir miktarı değerlendirilirken büyük bir kısmı çevreye dökülerek imha edilmektedir. Bu durum çevre kirliliğine yol açmaktadır. Son yıllarda kompozit malzeme teknolojilerinde başlayan çevreci çalışmalar, sürdürülebilir kaynaklardan gelen biyouyumlu ve biyobozunur polimerler ve destek malzemelerinin kullanımını yaygınlaştırmıştır.

Bu çalışmada Doğu Karadeniz Bölgesinden getirilen çay atığı destek malzemesi olarak, poli l-laktik asit, kitosan ve polivinilklorür polimerleri matris malzemesi olarak kullanılmış ve çözeltilerin birleştirilmesi yöntemi ile kompozit malzemeler hazırlanmıştır. Yöntemde farklı çözücüler ve katkı maddeleri kullanılarak etkileri incelenmeye çalışılmıştır. Ayrıca kompozit malzeme matris bileşeni olarak bazı kompozitlerde tek, bazı kompozitlerde iki polimerin karışımı kullanılmıştır. Kompozit malzemelerin morfolojik yapısını incelemede X ışınları dağılımı analizi, ısıl davranışlarını belirlemede ısıl gravimetrik analiz ve diferansiyel taramalı kalorimetre analizleri, kompozit yapısındaki fonksiyonel grupları ve değişiklikleri belirleyebilmek için de dağılmış yansımalı infrared Fourier transform spektroskopisi kullanılmıştır. Kompozitlerin belirli ortam koşullarına göre nem tutma ve su tutma davranışları incelenmiştir. Ayrıca destek malzemesinin içerdiği özel maddelerin miktarını belirlemeye yönelik lignin, selüloz, ham selüloz miktarı tayini gibi kantitatif analizler yapılmıştır. İnfrared spektrumlarında her kompozit bileşeninin varlığı, kompozitlerin bileşenlerinden oluştuğunu ve kullanılan çözücünün yapıyı etkilediğini göstermektedir. Isıl analizler ise kompozit yapılarının polimere göre değiştiğini göstermektedir. Ayrıca seçilen kompozit malzemelerden birinin antibakteriyel duyarlılık testlerinde belirlenen bazı bakterilere karşı aktivite gösterdiği gözlenmiştir.

Abstract:
In the Black Sea Region of our country every year about 30 thousand tons of tea waste on dry basis is emerging from tea production. Although tea waste is rich in organic matter, only a small amount of it is recycled and most of it is disposed of by throwing them around. This situation causes environmental pollution. Recent years, environmental studies began in composites material technologies have expanded the use of biocompatible, biodegradable polymers and reinforcement materials from sustainable sources. 

In this study, tea waste from the Eastern Black Sea region was used as reinforcement material, poly-l-lactic acid, chitosan and polyvinylchloride polymers were used as matrix materials and composite materials prepared by the method of casting solutions. The effects of different solvents and additives were studied in this method. In addition, as a matrix component of composite materials; some composites have single and some composites have a mixture of two polymers. For the examination of the morphological structure of composite materials X-ray distribution analysis, for determining the thermal behavior differential scanning calorimeter and thermal gravimetric analyses and for determining the functional groups and changes in composite structure distributed reflection infrared Fourier transform spectroscopy were used. Moisture and water up take behaviors of the composites are studied according to specific ambient conditions. In addition, quantitative analyses such as determination of lignin and cellulose amounts of the reinforcement material were performed. The presence of each composite component in infrared spectra showed that the composites were composed of their components and the structures were affected by the used solvents. Thermal analysis showed that the composite structures vary according to the polymer. Furthermore, it is observed that one of the selected composite materials showed activity against some bacteria in antibacterial susceptibility tests.