MDF tozu ve pirinç sapı atıklarının termoplastik kompozitlerin üretiminde değerlendirilmesi
Evaluation of MDF dust and rice straw wastes in the thermoplastic composites production
Yazar: HALİME ACAR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ERTUĞRUL ALTUNTAŞ ; PROF. DR. MEHMET HAKKI ALMA
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Ağaç İşleri = Wood Products ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Atık maddelerin yeniden geri dönüşüm halkası içine katılabilmesi öncelikle hammadde ihtiyacını azaltır. Böylece insan nüfusunun artışı ile paralel olarak artan tüketimin doğal dengeyi bozması ve doğaya verilen zararın engellenmesi sağlanacaktır. Ülkemizde her yıl ortaya çıkan tonlarca endüstriyel ve doğal lifsel atığın değerlendirilmesi bu anlamda önem kazanmaktadır. Gerek tesislerin kendi atıkları gerekse de tarımsal atıkların verimli teknolojiler ile çevreyi kirletmeden enerjiye dönüştürülmeleri hem ekonomiye hemde çevreye büyük fayda sağlayacaktır.
Yapılan bu çalışmada, termoplastik esaslı kompozit malzeme üretimi için bir endüstriyel ve bir doğal lifsel atık kullanıldı. Bu amaç için lignoselülozik atık olarak mobilya fabrikası MDF atıkları ve pirinç sapları tercih edildi. Termoplastik malzeme olarak da profil fabrikalarında folyo ile kaplama aşamasında oluşan PVC atıklar, saf PP ve YYPE plastik malzemeler kullanıldı. Ayrıca lif-plastik arasında uyumsuzluğu gidermek amacıyla MAPE tercih edildi. Kompozit malzemesinin üretimi aşamasında tek vida ekstruder kullanıldı. Bu aşamada elde edilen granül malzeme 170 oC'de sıcak preste levha haline getirildi. Elde edilen levhalar ASTM standartlarına uygun kesilerek mekanik test önekleri hazırlandı. Üretilen kompozit malzemelerin mekanik (çekme direnci, şok direnci),  fiziksel (su alma testi), ve termal özellikleri (TGA) araştırıldı.
Kompozit malzeme içerisine eklenen termoplastik madde oranı arttırıldığında; elde edilen kompozitlerin çekme direnci ve şok direnci değerlerinin arttığı, lignoselülozik madde eklendiğinde ise çekmede elastikiyet modülü değerlerinde ve şok direncinde artış olduğu belirlenmiştir. Ayrıca kompozit malzeme içerisine eklenen %2 MAPE etkisinin önemli olduğu tespit edildi. Kompozit malzemenin en iyi sonuçları  %70 plastik (YYPE, PP ve PVC) ve %50 plastik (YYPE, PP ve PVC)+%2 MAPE reçeteleri olduğu belirlendi. Elde edilen sonuçlara göre eklenen bağlanma ajanlarının fiziksel ve mekanik özellikleri geliştirdiği belirlendi. TGA sonuçları incelendiğinde malzemenin termal özelliklerinin kısmi de olsa iyileşme sergilediği görüldü. Malzeme içerisinde lignoselülozik materyalin olması plastik malzemenin bozunma sıcaklığını öteledi.

Anahtar Kelimeler: Yüksek yoğunluklu polietilen, polipropilen, polivinil klorür, 
doğal lifsel atık, MDF, pirinç sapı, ve polimer-kompozit

Abstract:
Recycling wastes are an easy and effective way to reduce the amount of waste going into Landfills and burned in the field. Recycling of consumed materials reduces primarily the need for raw materials. Millions of tons of industrial and natural fibers and plastics waste are consisted in Turkey each year.  Benefits of environmental and economic are provided by use in recycling of lignocellulosic and plastic wastes.
In this study, one industrial and one natural waste were used for production of the thermoplastic based composite. Lignocellulosics (MDF waste and rice-straw), thermoplastic film waste Polyvinyl chloride (PVC) and several pure thermoplastics such as high density polyethylene (HDPE) and polypropylene (PP) were used for production of composites. During composites manufacturing process, coupling agents (e.g., such as maleic anhydride-grafted polyethylene (MAPE) were utilized to improve the adhesion between the hydrophobic plastic (PP, HDPE ve PVC) and hydrophilic lignocellulosics (MDF waste and rice-straw). materials were manufactured by use of laboratory single-screw extruder.
It was found that the additions of lignocellulosics into thermoplastics improved the mechanical and physical properties of the lignocellulosics based composite. The 70% addition of all the thermoplastics (HDPE, PP and PVC) was found to be optimum level. The results also indicated that 2% addition of coupling agent such as maleic anhydride-grafted polyethylene (MAPE) improved mechanical and physical properties of the composites.
This study indicated that lignocellulosic polymer composites can be manufactured utilizing plastic (waste or pure), agricultural and industry wastes. This composite products can provides benefits to the both environment and economic.


Keywords: MDF waste, rice straw, mechanical properties, PVC film waste, 
industrial and natural fibrous, wood plastic composite.