Hidromagnezit huntit (HH) kullanarak güç tutuşur poli (laktik asit) esaslı kompozit malzeme üretimi ve sinerjik etki çalışmaları
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Tekstil Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Ayşegül Erdem
Danışman: Mehmet Doğan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışması 3 aşamada yürütülmüştür. İlk aşamada HH (Hidromagnezit/Huntit) miktarının, HH parçacık boyutunun, HH de bulunan yüzey modifikasyonunun PLA'nın güç tutuşurluk ve mekanik özellikleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. PLA HH arasındaki uyumu artırmak için 3 farklı silan kullanılmıştır. ((3-aminopropil 3 etoksisilan (AP), 3-izosiyanatpropil 3 etoksisilan (IP), 3-glisidiloksi 3 metoksisilan (GP)) 2. aşamada daha sünek PLA üretimi için plastikleştirici (asetil tri bütil sitrat) kullanılmış ve plastikleştirici konsantrasyonunun PLA'nın güç tutuşurluk ve mekanik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Son aşamada ise HH'nın güç tutuşurluk etkisini iyileştirmek amacıyla plastikleştirilmiş kompozit malzemeler üzerinden sinerjik etki çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sinerjik etki çalışmalarında mikro yapılı (boroksit, kolemanit, zeolit, perlit, alüminyum fitat ve çinko fitat) dolgular ile nano dolgular (bentonit, organik modifiyeli kil, POSS, Nano silika, Halloysit) kullanılmıştır. Kompozitlerin üretiminde; çift vidalı ekstrüder, şekillendirme aşamasında enjeksiyon kalıplama cihazı ve sıcak pres kullanılmıştır. Üretilen kompozitlerin termal kararlılığındaki değişim termo gravimetrik analiz (TGA) ile belirlenmiştir. Üretilen kompozitlerin mekanik özelliklerini belirlemek için çekme, darbe ve dinamik mekanik analiz (DMA) testleri uygulanmıştır. Kompozitlerin yanma davranışları sınırlayıcı oksijen indeksi (LOI), düşey yakma testi (UL-94 V), yatay yakma testi (UL-94 HB) ve kütle kaybı kalorimetre (MLC) testleri ile değerlendirilmiştir. Sinerjik etkinin belirlendiği numunelerde mekanistik çalışmalar yapılmış sinerjik etki nedenleri araştırılmıştır. Mekanistik etki çalışmalarında genel olarak TGA, MLC, Fourier dönüşümlü kızıl ötesi spektrometre (FTIR), taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. İlk aşamada elde edilen sonuçlara göre ticari ürünlerden Ultracarb LH3 parçacık boyutunun daha küçük olması sebebiyle daha iyi güç tutuşurluk performansı göstermiştir. Düşey yakma testinde en üst yanmazlık seviyesi (V0) ağırlıkça %60 LH3 içeren kompozitte görülmüştür. Silan bağlayıcı ajanların kompozitler üzerindeki mekanik etkisi incelendiğinde kopma mukavemetinde en yüksek artış GP ile silanlanmış HH (LH3) içeren kompozitte ortaya çıkmıştır. 3 farklı silanın kullanıldığı kompozitlerin güç tutuşurluk özelliklerinde anlamlı farklılık görülmemiştir 2. aşamada ulaşılan sonuçlara göre ilave edilen plastikleştirici miktarı arttıkça kompozitin güç tutuşurluk özelliklerinin düştüğü gözlemlenmiştir. Sünek ve güç tutuşur PLA kompoziti elde etmek için HH miktarının %20 si kadar plastikleştirici kullanımının uygun olduğu görülmüştür. Son aşama olan sinerjik etki çalışmalarına ait sonuçlarda ise kolemanit ile HH arasındaki en yüksek sinerjik etkileşim ağırlıkça %1 kolemanit ilave edildiğinde gözlemlenmiştir. LOI değerinde 2,7'lik artış ve en üst seviye yanmazlık derecesi (V0) elde edilmiştir. Boroksit ilavesi ile en yüksek sinerjik etkileşim ağırlıkça %5 ve %10 ilave edildiğinde gözlemlenmiştir. LOI değerinde 3,8'lik artış gözlemlenmiştir. Alüminyum fitat ile HH arasındaki en yüksek sinerjik etkileşim ağırlıkça %5 ve 10 alüminyum fitat ilave edildiğinde gözlemlenmiştir. LOI değerinde 4'lük artış ve en üst seviye yanmazlık derecesi elde edilmiştir. Çinko fitat ile HH arasındaki en yüksek sinerjik etkileşim ağırlıkça %3 ve 5 çinko fitat ilave edildiğinde gözlemlenmiştir. LOI değerinde 3,8'lik artış ve UL-94V testinde ise V1 derecesi elde edilmiştir. Perlit ile HH arasındaki en yüksek sinerjik etkileşim ağırlıkça %3 perlit ilave edildiğinde görülmüştür. LOI değerinde 2,5'lik artış elde edilmiştir. Zeolit ile HH arasındaki en yüksek sinerjik etkileşim ağırlıkça %1 zeolit ilave edildiğinde görülmüştür. LOI değerinde 2,7'lik artış elde edilmiştir. Nano dolgularla yapılan çalışmalarda ise LOI ve UL94 test sonuçlarına göre sinerjik etki bulunamamıştır. Anahtar Kelimeler: PLA, Huntit/Hidromagnezit, eko/yeşil kompozit, güç tutuşurluk, sinerjik etki.