TARIMSAL ATIK KATKILI SÜRDÜRÜLEBİLİR POLİMER KOMPOZİTLERİN HAZIRLANMASI VE ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2026

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ZEYNEP KAYA

Danışman: Hale Berber

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Tarımsal faaliyetler ve gıda işleme süreçleri sonucunda her yıl açığa çıkan narenciye kabukları ve aromatik bitki distilasyon atıkları gibi büyük miktardaki biyokütle, genellikle değerlendirilmeden doğaya bırakılmaktadır. Bu durumun yarattığı çevresel yükü hafifletmek ve sürdürülebilir atık yönetimini sağlamak adına, söz konusu atıkların polimer kompozit teknolojileriyle katma değerli malzemelere dönüştürülmesi stratejik bir önem taşımaktadır. Özellikle düşük yoğunluğu ve geri dönüştürülebilir yapısıyla geniş bir kullanım alanına sahip olan polipropilen (PP), bu biyokütlelerin değerlendirilmesi için ideal bir polimer matrisi sunmaktadır. Bu çalışmada, selüloz ve hemiselüloz zengini limon kabuğu (ağırlıkça %2.5–10.0) ile yüksek lignin içerikli lavanta distilasyon artığı (%5.0–20.0), PP matrisinde ikincil sürdürülebilir takviye elemanı olarak ekstrüzyon yöntemiyle değerlendirilmiştir. Ayrıca, bu tarımsal dolguları içeren sistemlere darbe iyileştirici ajan olarak stiren- butadien-stiren (SBS) ve stiren-etilen-bütilen-stiren (SEBS) elastomerleri sabit %3.0 oranında eklenerek darbe direnci artırılmış ikinci bir seri sürdürülebilir kompozit üretilmiştir. Dolgu türü, miktarı ve elastomer katkısının kompozitlerin kimyasal yapısı Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), morfolojik özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM), termal özellikleri diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) ve termogravimetrik analiz (TGA), mekanik özellikleri çekme, eğme ve darbe testleri ile; reolojik davranışları ise eriyik akış indeksi (MFI) analizi ile belirlenmiştir. TGA verileri, tarımsal atık ilavesiyle PP matrisinin termal bozunma başlangıç sıcaklığı düşmüş ve buna karşın lignoselülozik dolguların bozunma hızını yavaşlatarak ısıl kararlılığı koruduğu belirlenmiştir. Reolojik olarak, limon kabuğu düşük oranlarda sağladığı yağlayıcı etkiyle MFI değerini %20 artırarak 3,93 g/10 dk'ya çıkarırken; lavanta atığı (%20,0) mekanik kilitlenme nedeniyle akışkanlığı 2,28 g/10 dk seviyesine düşürmüştür. Morfolojik incelemeler, yüksek dolgu oranlarındaki yerel kümelenmelerin %3,0 SEBS ilavesiyle stabilize edildiğini ve darbe dayanımının matris seviyelerine (3,80-4,46 kJ/m2) geri kazandırıldığını kanıtlamıştır. Atık ilavesi matris rijitliğini artırırken, elastomer takviyesi tokluğu optimize etmiştir. Bulgular ışığında, %5 limon/%3 SEBS ve %10 lavanta/%3 SEBS sistemlerinin en dengeli performansı sergilediği saptanmıştır. Bu çalışma, Türkiye'nin biyokütle potansiyelinin polimer kompozit teknolojilerine entegre edilmesine yönelik bilimsel bir yaklaşım sunmakta ve limon kabuğu ile lavanta distilasyon atıklarının polipropilen matrisinde kısmi takviye malzemesi olarak kullanılarak hafif, sürdürülebilir ve teknik açıdan yeterli kompozit malzemelerin geliştirilebileceğini göstermektedir.