Uzun Cam Elyaf Katkılı Polipropilen Kompozit Atıklarının Geri Dönüşümü ve Değerlendirilmesi


Creative Commons License

Sözen E., Deniz S.

31. Ulusal Kimya Kongresi, İstanbul, Türkiye, 10 - 13 Eylül 2019, cilt.1, ss.433

  • Cilt numarası: 1
  • Basıldığı Şehir: İstanbul
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayısı: ss.433

Özet

Uzun Cam Elyaf Katkılı Polipropilen Kompozit Atıklarının Geri Dönüşümü ve Değerlendirilmesi

1*Ezgi SÖZEN, 1 Sennur DENİZ

1 Yıldız Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Davutpaşa cd, No: 127, Esenler, İstanbul, 34210,

Türkiye

* E-mail: sozenezgi@gmail.com, deniz@yildiz.edu.tr

Bildiri

Dünya üzerinde kullanılan polimer ürünlerinin sayısı gün geçtikçe artmaktadır. Kullanımının artmasındaki temel

nedenler hafiflik, kolay şekil alabilirlik ve ortam şartlarına dayanıklı olmaları olarak sıralanabilir. Polimer

malzemeler kullanım alanlarına göre tek başına veya yeterli olmadıkları durumlarda güçlendirmek ve

dayanımlarını artırmak bir takviye malzemesi ile kompozit malzeme formuna getirilerek kullanılmaktadır.

Polimer kompozit malzemeler takviye malzemelerine göre sınıflandırıldığında en yaygın kullanılan grubu elyaf

takviyeli kompozitler oluşturmaktadır (Vaidya ve Chawla, 2008). Polimer matriksi takviye etmek amacıyla

kullanılan elyaf türlerinden; cam elyaf, karbon elyaf ve doğal elyaf dikkat çekmektedir. Cam elyaf mukavemet

artırıcı özelliği olan ve karbon elyafa göre ucuz bir takviye ürünüdür. Cam elyaflar, kısa elyaf (SF) ve uzun elyaf

(LF) olarak sınıflandırılmaktadır (Sabancı, 2005). Polimer kompozit malzemelerin kullanım alanları otomotiv,

denizcilik, tıp, elektrik devre sistemleri, yapı sektörü şeklinde sıralanmaktadır. Cam elyafın kullanım alanlarına

bakıldığında ise öncelikle otomotiv sektörü gelmektedir (Moritzer ve Heiderich, 2016). Bu alanlarda hem proses

esnasında hem de proses sonrasında birçok atık oluşmaktadır. Bu atıkların geri dönüşümü ve değerlendirilmesi

için çalışmalar yapılmaktadır (Naqvia vd., 2018). Bu çalışmada, uzun cam elyaf katkılı polipropilen (PP-LFG)

kompozitlerin geri dönüşümü ile kompozitler hazırlanacak iyileşmeleri sağlamak hedeflenmiştir. Polimer olarak

polipropilen (PP) tercih edilmesinin sebebi üstün mekanik özellikleri sayesinde en çok tercih edilen ve aynı

zamanda geniş bir kullanım alanına sahip bir termoplastik polimer olması gelmektedir. Özellikle otomotiv

sektöründe polipropilen’in birçok parça için kullanımı dikkat çekmektedir. Takviye ürünü olarak cam elyaf tercih

edilme sebebi ise katkı olarak sahip olduğu kolay akma, iyi işlenebilirlik, mekanik dayanım ve renk kalitesi

gelmektedir.

Bu çalışma kapsamında, öncelikle PP-LFG içeren atık akü kapaklarından kompozit geri dönüşüm malzemesi

temin edilip parçalama ve öğütme işlemleri gerçekleştirilmiştir. Öğütülen atık PP-LFG, geri dönüşüm

içeriği %1-20 aralığında olacak şekilde PP’ne eklenerek atık katkılı PP-LFG-X (x: atık geri dönüşüm malzemesi

katkı oranı) harmanları tek vidalı ekstrüderde hazırlanarak granül formuna getirilmiştir. Kompozitlerde toplam

cam elyaf oranı ağırlıkça %30 sabit tutularak hazırlanan atık katkılı PP-LFG-X granülleri enjeksiyon makinesinde

kalıplandıktan sonra mekanik ve ısıl özellikleri incelenmiştir. Cam elyaf oranı, polimer kompozit için en önemli

parametre olması nedeniyle hem atık geri dönüşüm malzemesinde hem de hazırlanan atık katkılı kompozitlerde

kontrol edilmiştir. Mukavemet değerlerinin belirlenmesi için mekanik testler olan darbe (Izod- Charpy), kopma ve

eğme testleri yapılmıştır. Isıl analiz için DSC ve moleküler yapı incelemesi için FTIR analizleri uygulanmıştır.

Atık katkılı PP-LFG-X kompozitlerinin mekanik ve ısıl test sonuçları, atık içermeyen referans numunesi olan

PP-LFG-0 ile karşılaştırılmıştır. Karakterizasyon analizleri sonucunda, % 15 atık katkılı PP-LFG-15 kompozitinin

katkısız referans numune olan PP-LFG-0’ın mekanik özelliklerini gösterdiği belirlenmiştir.

Anahtar kelimeler: Kompozit, polipropilen, cam elyaf, geri dönüşüm, atık değerlendirme

Referanslar

Vaidya, U. K., Chawla, K. K. (2008). Processing of fibre reinforced thermoplastic composites. Institute of Materials, Minerals and Mining

and ASM International Published by Maney for the Institute and ASM International. DOI 10.1179/174328008X325223.

Sabancı, Ş. (2005). Fiber Takviyeli Polimer Matriksli Kompozitlerin Enjeksiyon Yöntemi İle Üretimi. (Yayımlanmamış yüksek lisans tezi).

Yıldız Teknik Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.

Moritzer, E., Heiderich, G. (2016). Mechanical recycling of continuous fiber-reinforced thermoplastic sheets. Proceedings of PPS-31. AIP

Conf. Proc. 1713, 120013-1–120013-5; doi: 10.1063/1.4942328.

Naqvia, S.R., Prabhakaraa, H.M., Bramera, E.A., Dierkesa, W., Akkerman, R., Brema, G. (2018). A critical review on recycling of

end-of-life carbon fibre/glass fibre reinforced composites waste using pyrolysis towards a circular economy. Resources, Conservation &

Recycling 136 (2018) 118–129. Elsevier Ltd.

͋ Bu çalışmanın, Ar-Ge laboratuvarında gerçekleşmesini sağlayan Şişecam AŞ’ye desteğinden dolayı teşekkür ederiz.