Doğal fiber takviyeli kompozit üretimi ve mekanik özelliklerinin tespiti

Abstract

Günümüzde bir çok endüstri dalı, sürdürülebilir olmayan hammaddeleri, sürdülebilir olanlarla ikame etme çabası içerisindedir. Karbon ayak izi (carbon foot print) ve yaşam döngüsü analizi (LCA-Life Cycle Analysis) gibi araştırmalar, bir çok sanayi dalını sürdürülebilir olmayan malzemelere alternatif üretmeleri için zorlamaktadır. Bu trendler, kompozit malzeme endüstrisini matrisler ve elyaflar için ikame malzeme arayışına itmektedir. Cam elyaf ve polimer bazlı fiberler, ürettikleri yüksek karbon ayak izi ve sürdülülebilir olamamaları konusunda sorgulanmaktadır ve özellikle otomotiv endüstrisi, doğal fiber takviyeli kompozitlerin kullanımını yaygınlaştırmak için arayış içindedir. Doğal fiberlerin, ambalaj endüstrisinden otomotiv endüstrisine geniş bir kullanım alanı vardır. Kalıplanmış selülozik ambalaj üretim yöntemi, doğal fiberlerden ambalaj malzemeleri üretmek için kullanılan, yaygın bir üretim teknolojisidir. Bu çalışmada; palmiye, okaliptüs ve kayın ağacı liflerinden, geleneksel kalıplanmış selülozik ambalaj üretim yöntemi kullanılarak plakalar oluşturulmuştur. Epoxy (Araldite LY 1564) ve sertleştiriciler (Aradur 3487), bu doğal fiber plakalara vakum destekli RTM sistemi kullanıp emdirilerek plakalar halinde kompozit malzeme üretilmiştir. Üretilen numunelerin çekme mukavemetleri, basma mukavemetleri, eğme mukavemetleri tespit edilmiş ve darbe davranışları incelenmiştir. Sonuçlar değerlendirildiğinde kayın/epoksi kompozitinin mekanik özelliklerinin bağıl olarak düşük olduğu gözlenmiştir. Okaliptus/epoksi ve palmiye/epoksi kompozitleri birbirlerine yakın özellik sergilemiştir. Okaliptus/epoksi kompoziti az da olsa daha yüksek çekme ve basma dayanımı göstermiştir.

There is a challenge in every industry to convert non-sustainable products with the sustainable ones. Researches such as Life Cycle Assessments and Carbon Footprint Analysis are forcing industries to find alternative materials to the nonsustainable ones. These trends are pushing composites industry to try new materials for matrixes and fibers. Glass fibers are questioned and compared with the natural fibers to find a sustainable replacement. Natural fibers have a wide range of use from packaging industry to automotive industry. Molded fiber production method is a dominating process technology used to produce packaging materials from natural fibers. In this work; palm, eucalyptus and birch fibers are formed as a plate with using conventional molded fiber production method. Epoxy (Araldite LY 1564) and hardeners (Aradur 3487) impregnated to these natural fiber plates by using vacuum assisted RTM system. Tensile strengths, compression behaviors, bending behaviors and impact behaviors of these natural fiber composites are investigated. When results were evaluated, it is seen that, birch/epoxy composites showed relativelty lower mechanical properties. Eucalyptus/epoxy and palm/epoxy composites showed closer results. Eucalyptus/epoxy composite performed slightly better mechanical properties.