Termal işlem uygulanmış mısır saplarından üretilen odun plastik kompozitlerinin fiziksel ve mekanik özellikleri

Abstract

Mevcut kaynakları daha verimli bir şekilde kullanmak ve zaman ilerledikçe doğan yeni ihtiyaçların düşük maliyetlerle karşılanması için kompozit malzeme üretimi her geçen gün artmaktadır. Kompozit malzeme türlerinden biriside odun-plastik kompozitleridir (OPK). OPK lignoselülozik malzeme ile plastiklerin karıştırılması sonucunda oluşan kompozitlere verilen genel bir isimdir. Türkiye'de ve dünyada azalan orman kaynaklarına karşılık tarımsal atıkların biyo-kompozit üretiminde kullanılması giderek önem kazanmaktadır. Türkiye tarımsal atık potansiyeli bakımından dünyanın önde gelen ülkelerin arasında yer almaktadır. Bu çalışmanın amacı mısır saplarının biyo-kompozit üretiminde kullanım imkanlarının arttırılması için boyut stabiltesinin termal işlem uygulaması ile iyileştirilmesidir. Bu amaçla mısır sapları belli boyutlarda un haline getirilerek farklı sıcaklık (140 °C, 160 °C ve 180 °C) ve sürelerde (20 ve 40 dakika) termal işlem uygulanmış ve biyo-kompozit üretimi yapılmıştır. Biyo-kompozit üretiminde %50 plastik (polipropilen (PP)) ve %50 mısır sapı unu kullanılmıştır. PP/ mısır sapı unu karışımının ara yüzeylerinde bağlayıcı etkiyi sağlamak amacıyla %3 oranında maleik anhidrit polipropilen (MAPP) kullanılmıştır. Termal işlem uygulanmış ve uygulanmamış mısır sapı unu etüvde kurtulmuş ve vidalı extruder kullanılarak plastikle karıştırılarak pelet haline getirilmiştir. Üretilen peletlerden sıcak pres kullanılarak kompozit levha üretimi yapılmıştır. Kompozit levhalardan su alma ve kalınlık artımı değerlerinin ölçümü için her gruptan 10'ar adet deney örneği hazırlanmış ve bu örneklerde 2 saat, 24 saat, 48 saat, 72 saat ve 1 hafta su alma ve kalınlık artımı değerleri ölçülmüştür. Kontrol grubu (termal işlem uygulanmamış) kompozitlerde 2 saat, 24 saat, 48 saat, 72 saat, 96 saat ve 1 hafta su alma değerleri sırasıyla %0,50, %2,12, %3,3, %4,05 ve %6,90 olarak bulunmuştur. 180 °C'de 20 ve 40 dakika ile termal işlem uygulanmış kompozitlerin kalınlık artımı değerlerinde %35'e varan oranlarda iyileşme sağlanmıştır. Anahtar sözcükler: Termal işlem, Boyut stabilitesi, Bio-kompozit, Mısır sapı.

Agricultural wastes are becoming increasingly important in the manufacture of bio-composites in Turkey and in the world. Turkey is among the world's leading country in terms of agricultural waste potential. The aim of this study is to improve the dimensional stabitiy and increase usage posssibility of the bio-composites produced from corn stalks. The thermal treatment at different temperatures and times were applied to corn stalk flour and bio-composites were produced from %50 polypropilen and %50 corn stalks. MAPP (Maleic anhydride polypropylene) for polypropylene mixtures will be used at a rate of 3% in order to provide the bonding effect on the interface of polymer/corn stalks flour mixtures. The untreated and thermally treated corn stalks were dried in an oven and pellets were produced in a twin-screw extruder. Composite panels were pressed using a hot press.from these pellets. 10 test specimens for each groups were cut and 2-h, 24-h, 48-h, 72-h, and 1 week thickness swelling and water absorption values were determined. The thickness swelling values of control group (non-treated) were 0.50%, 2.12%, 3.3%, 4.05%, and 6.90% for 2-h, 24-h, 48-h, 72-h, 96-h and 1 week immersion times, respectively. The thermal treatment at 180 °C for 20 and 40 min were improved the thickness swelling values of the bio-composites. Keywords: Thermal treatment, Dimensional stability, Bio-composites, Corn stalks.