Tavuk tüyü takviyeli termoplastik poliüretan esaslı biyokompozit malzemelerin mekanik ve güç tutuşurluk özelliklerinin iyileştirilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, TEKSTİL MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AYŞENUR MUTLU
Danışman: Mehmet Doğan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışmasında tavuk tüyü (CF) takviyeli termoplastik poliüretan (TPU) esaslı biyokompozit malzemelerin mekanik ve güç tutuşurluk performansları geliştirilmeye çalışılmıştır. Mekanik çalışmalar doğrultusunda, ilk aşamada, ağırlıkça farklı konsantrasyonlarda (%10, %20 ve %30) CF içeren TPU esaslı biyokompozitler üretilmiştir. Daha sonra, lif/matris arayüz etkinliğini geliştirmek için farklı silanlar ((3-amino propil üç etoksisilan (AP), 3-izosiyanat propil üç etoksisilan (IP) ve heksadesil üç metoksisilan (HS)) ya da farklı miktarda (CF miktarının %3, %5 ve %10'u kadar) uyumlaştırıcı (Jeffamine® (T-403)) kullanılarak sabit konsantrasyonda CF (%20) içeren TPU esaslı biyokompozitler hazırlanmıştır. Mekanik çalışmalardan bağımsız olarak gerçekleştirilen güç tutuşurluk çalışmalarında ise; farklı tipte (amonyum polifosfat (APP), alüminyum dietilfosfinat (AlPi), alüminyum hipofosfit (AHP), melamin siyanürat (MC), melamin fosfat (MP), melamin polifosfat (MPP) ve melamin fitat (MPht)) ve miktarlarda (%5, %10 ve %20) güç tutuşur katkı maddeleri kullanarak ağırlıkça sabit konsantrasyonda CF içeren TPU esaslı biyokompozit malzemeler üretilmiştir. Üretilen kompozitlerin mekanik performansları Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektrometre (FT-IR), çekme testi ve Dinamik Mekanik Analiz (DMA) ile güç tutuşurluk performansları ise FT-IR, Sınırlayıcı Oksijen İndeksi (LOI), UL-94 V dikey yakma testi, Termogravimetrik Analiz (TGA), kütle kaybı kalorimetre (MLC) testi ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. Saf CF eklenmesiyle üretilmiş olan biyokompozitler hariç mekanik çalışmalar için üretilmiş olan biyokompozitlerin mekanik performanslarında belirgin iyileşmeler gözlenememiştir. En yüksek kopma mukavemet ve elastik modül değerleri sırasıyla ağırlıkça %10 CF ve %30 CF ilavesiyle üretilmiş olan biyokompozitlerden elde edilmiştir. Silan bağlayıcı ajanların kompozitler üzerindeki mekanik etkisi incelendiğinde kopma mukavemetinde en az düşüş ve elastik modül değerinde en yüksek artış HS ile silanlanmış CF içeren kompozitte ortaya çıkmıştır. Farklı miktarlarda uyumlaştırıcı kullanılarak hazırlanmış olan kompozitlerin kopma mukavemet ve elastik modül değerlerine bakıldığında ise en az düşüş ve en yüksek artış değeri sırasıyla ağırlıkça %3 ve %5 oranında uyumlaştırıcı kullanımıyla gözlenmektedir. Kompozitlerin güç tutuşurluk performansları göz önüne alındığında ise, en yüksek UL-94 V derecesi olan V0 değeri AlPi hariç bütün güç tutuşur katkı maddeleri ağırlıkça %10 ya da %20 oranında kompozitlere ilave edildiğinde elde edilmiştir. Kompozitlerin LOI değerleri ve kül verimleri genellikle eklenen güç tutuşur katkı maddelerinin miktarı arttıkça artmıştır. MLC test sonuçlarına göre, tüm alev geciktirici katkı maddeleri hem katı fazda hem de gaz fazında alev geciktirici etkiler göstermişlerdir. Güç tutuşurluk performanslarına göre, tüm güç tutuşurluk katkı maddeleri azalan şekilde APP, AHP, MPP, MPht, MP, MC ve AlPi şeklinde sıralanmıştır. Anahtar Kelimeler: Tavuk tüyü, Termoplastik poliüretan, Mekanik özellikler, Silan bağlayıcı ajanlar, Uyumlaştırıcı, Güç tutuşurluk özellikleri, Fosfor esaslı güç tutuşur katkı maddeleri, Azot esaslı güç tutuşur katkı maddeleri.