Plastik katkı maddelerinin, izotaktik polipropilen ahşap kompozitlerin yapı ve özelliklerine etkisi

Abstract

Son yıllarda ahşap plastik kompozitlerin kullanımında önemli artışlar görülmektedir.Farklı ahşap malzemelerden elde edilen toz formundaki atıklar çeşitli termoplastiklere katılarak yeni kullanım alanları ortaya çıkmasına neden olmuştur. Özellikle ekstrüzyon uygulamasıyla elde edilen levha ve profil kompozitler, dış cephe kaplamalarında, sandalye, bank, masa, havuz kenarları, bahçe mobilyaları ve yürüyüş yolu uygulamaları, merdiven basamakları, resim çerçeveleri gibi bir çok alanda kullanımı yaygınlaşmıştır. Ahşap plastik kompozitlerin bu denli sık kullanıldığı uygulamalarda daha çok dayanıklı olması, aşınmaması, hızlı ve kolay üretim imkanına sahip olması gerekmektedir. Ancak ahşap ile plastik gibi iki farklı malzemenin birleştirilerek yeni bir kompozit üretiminde bazı sorunlar ortaya çıkmıştır ve bunlar için değişik çözüm yolları aranmaktadır. Özellikle polipropilen (PP) esaslı ahşap kompozitlerde en büyük problem polimerin şekillendirirken ahşap malzemenin yanması ve buna bağlı olarak oluşan ciddi gaz çıkışları ve son üründeki düşük fiziksel özelliklerdir. Her ne kadar kurutulmuş olsa da ahşap malzemedeki nem miktarı ve çekme özelliği ekstruzyon aşamasında yüksek sıcaklık ve basıncın etkisiyle kompozit yapısının bozunmasına ve ortam hava kalitesinin düşmesine sebep olmaktadır. Bu duruma bağlı olarak aynı zamanda üründe renk kararması ve iç yapısında gözeneklilik (gazlı ürün) oluşmaktadır. Bu çalışmada; kuru odun talaşı ile takviyelendirilen PP kompozitlere çeşitli katkı maddeleri katılarak uygulamada karşılaşılan sorunların üstesinden gelme ve bu katkıların kompozitlerin fiziksel ve mekanik özellikleri üzerine etkisini görmek amaçlandı. Odun talaşı/PP kompozitlerinin hazırlanmasında katkı maddesi olarak anti-oksidant, ısı stabilizatörü, iç ve dış kaydırıcılar ile uyumlaştırıcı kullanıldı. Odun talaşı/PP kompozitleri mikserde karıştırılıp ekstruderde granül şeklinde hazırlandıktan sonra, enjeksiyonda test numuneleri basılarak fiziksel ve mekanik özellikleri değerlendirildi. Hazırlanan test numunelerinin mekanik özellikleri kopmauzama, yüzey özellikleri taramalı elektron mikroskobu ve faz uyumluluğu ve termal geçişleri ise diferansiyel taramalı kalorimetre ile belirlendi.

In recent years, wood plastic composites has gain significant interests in the material science. The use of different wastes obtained from wood dust with thermoplastics lead to new application areas. Especially the sheet and profile forms of wood plastic composites can be used in many applications such as siding, chair, bench, table, on the side of the pool, garden furniture and walking paths, stairs, picture frames and so on. However, some applications are required more durable, quick and easy producible wood plastic composites.In the combination of two different materials, woods and plastics, there are some problems with the production of wood plastic composites. Especially polypropylene (PP) based wood composites has a serious problem during the process. The combustion of wood spread severe gas and weakened the physical properties of resulting composites. The amount of moisture in the dried wood material, volume shrinkage, high temperature and pressure during the extrusion step decompose the composite material and causes a decrease in their qualities. In this case, the color of the product is darkened and the internal structure of composite has a porosity (gas product).In this study; PP based wood composites with dry wood shavings are investigated with various additives to overcome practical problems and to improve physical and mechanical properties of the composites. For this purpose, various additives such as anti-oxidants, heat stabilizers, and compatibilizer with internal and external lubricants are used in the preparation of the composite. Firstly, wood shavings and PP were mixed in the mixer and then they processed in the extruder to form of granules. The test samples were also prepared to evaluate their physical and mechanical properties. Tensile-elongation test, scanning electron microscopy and differential scanning calorimeter were used to determine their mechanical, surface characteristics, phase compatibility and thermal transitions.