Selülozik fiber takviyeli kompozit malzemelerin üretimi ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi

Abstract

Son yıllarda sürdürülebilirlik kavramı hayatın her alanında karşımıza çıkmaktadır. Birçok endüstri ürünü geri dönüşümlü, çevreci ve sürdürülebilir ikame ürünlerle değiştirilmektedir. Bu bağlamda havacılık, otomotiv, inşaat, ambalaj sektörlerinde hızlı bir dönüşüme tanıklık edilmektedir. Bu dönüşüm, son otuz yıl içerisinde mühendislik malzemesi olarak gelişen ve yaygınlaşan kompozit sektörünü de etkilemektedir. Takviye malzeme olarak doğal fiberler, reçine olarak da doğal polimerlerin kullanıldığı bio-kompozitler akademik çevreler tarafından yoğun olarak araştırılmaktadır. Bu çalışma kapsamında 4 farklı özellikte plakalar üretilmiş ve mekanik özellikleri karşılaştırılmıştır. Ambalaj sektöründe kullanımı yaygınlaşan kalıplanmış selüloz üretim yöntemi ile okaliptus veya çam elyaflarından iki grup plaka elde edilmiştir. Ayrıca, aynı elyaflarla katyonik nişastanın ekstrüde edilip presle son formunun verildiği iki grup kompozit plaka daha üretilmiştir. Mekanik özellikler kıyaslandığında kompozit plakaların çekme, basma, eğilme mukavemetlerinin saf elyaf plakalara göre çok daha yüksek olduğu görülmüştür. Çam elyaf ile üretilen saf elyaf ve kompozit plakalar okaliptustan üretilen muadillerine göre daha yüksek mukavemet özellikleri gösterdiği belirlenmiştir. Buna karşın, saf elyaf plakaların darbe dayanımlarının kompozit plakalara nazaran çok daha iyi olduğu da tespit edilmiştir.

In recent years, the concept of sustainability has emerged in all areas of life. Many industrial products are replaced with recyclable, environmentally friendly, sustainable substitutes. In this context, a rapid transformation is witnessed in the aviation, automotive, construction, and packaging sectors. This transformation also affects the composite industry, which has developed and becomes widespread as an engineering material in the last thirty years. Bio-composites, in which natural fibers are used as reinforcement materials and natural polymers are used as resins, are intensively researched by academic circles. In this study, plates with 4 different properties were produced and their mechanical properties were compared. Two groups of plates were obtained from eucalyptus or pine fibers with the molded pulp production method, which has become widespread in the packaging industry. In addition, two groups of composite plates were produced, in which the cationic starch was extruded with the same fibers and given the final form by pressing. When the mechanical properties are compared, it has been observed that the tensile, compression, and bending strengths of the composite plates are much higher than the pure fiber plates. It was determined that pure fiber and composite plates produced with pine fiber showed higher strength properties than their counterparts produced from eucalyptus. It has been observed that the impact resistance of pure fiber plates is much better than composite plates.