POLĠMERĠK MALZEME KAPLI ATIK KÂĞIT ÜRÜNLERĠNDEN KOMPOZĠT MALZEME …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF04163.pdf · 2018-08-27 · t.c. sÜleyman demĠrel ÜnĠversĠtesĠ fen bĠlĠmlerĠ

T.C.

SÜLEYMAN DEMĠREL ÜNĠVERSĠTESĠ

FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

POLĠMERĠK MALZEME KAPLI ATIK KÂĞIT

ÜRÜNLERĠNDEN KOMPOZĠT MALZEME ÜRETĠMĠ

Zübeyde BÜLBÜL

DanıĢman

Prof. Dr. Birol ÜNER

DOKTORA TEZĠ

ORMAN MÜHENDĠSLĠĞĠ ANABĠLĠM DALI

ISPARTA - 2018

©2018 [Zübeyde BÜLBÜL]

i

ĠÇĠNDEKĠLER

Sayfa İÇİNDEKİLER ............................................................................................................. i

ÖZET............................................................................................................................ ii

ABSTRACT ................................................................................................................ iii

TEŞEKKÜR ................................................................................................................ iv

ŞEKİLLER DİZİNİ ...................................................................................................... v

ÇİZELGELER DİZİNİ .............................................................................................. vii

SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ ............................................................... ix

1. GİRİŞ ....................................................................................................................... 1

2. KAYNAK ÖZETLERİ ............................................................................................ 8

3. MATERYAL VE METOT .................................................................................... 13

3.1. Materyal .......................................................................................................... 13

3.1.1. Tetra Pak (TP) ......................................................................................... 13

3.1.2. Polietilen (PE) .......................................................................................... 14

3.1.3. Dolgu maddeleri ve özellikleri ................................................................. 14

3.1.3.1. Kalsit ................................................................................................. 14

3.1.3.2. Borik Asit .......................................................................................... 15

3.1.3.3. Sodyum Perborat Tetrahidrat (SPT) ................................................. 15

3.1.4. Eşleştirici kimyasallar ve özellikleri ........................................................ 16

3.1.4.1. Titanat ............................................................................................... 16

3.1.4.2. Maleik Anhidrit Graftlanmış Polietilen (MAPE) .............................. 16

3.1.4.3. Silanil ................................................................................................ 16

3.2. Metot ............................................................................................................... 17

3.2.1. Kompozit levhaların üretimi .................................................................... 17

3.2.2. Su emme miktarı yüzde oranı .................................................................. 19

3.2.3. Mekanik deneyler ..................................................................................... 19

3.2.4. Temas açısı ölçümleri .............................................................................. 21

3.2.5. Termogravimetrik Analiz (TGA) ............................................................. 22

3.2.6. İstatistik değerlendirme ............................................................................ 23

4. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA .................................................... 24

4.1. Su Emme Deneyi Bulguları ............................................................................ 25

4.2. Mekanik Test Bulguları ve İstatistiksel Değerlendirilmesi ............................. 33

4.2.1. Eğilme dayanımı (MOR) istatistiksel bulguları ....................................... 41

4.2.2. Eğilmede elastikiyet modülü (MOE) istatistiksel bulguları ..................... 47

4.3. Temas Açısı Bulguları..................................................................................... 54

4.4. Termogravimetrik Analiz (TGA) Bulguları .................................................... 57

5. SONUÇ VE ÖNERİLER ....................................................................................... 82

6. KAYNAKLAR ...................................................................................................... 89 ÖZGEÇMİŞ ............................................................................................................... 96

ii

ÖZET

Doktora Tezi

POLĠMERĠK MALZEME KAPLI ATIK KAĞIT ÜRÜNLERĠNDEN

KOMPOZĠT MALZEME ÜRETĠMĠ

Zübeyde BÜLBÜL

Süleyman Demirel Üniversitesi

Fen Bilimleri Enstitüsü

Orman Mühendisliği Anabilim Dalı

DanıĢman: Prof. Dr. Birol ÜNER

Bu tez çalışmasında laboratuvar şartlarında, polimerik kaplı atık kağıt malzemelerine,

dolgu maddesi olarak farklı oranlarda; Kalsit (CaCO3), Borik Asit (H3BO3), SPT

(Sodyum Perborat Tetrahidrat / NaBO3.4H2O) ile eşleştirici kimyasal olarak %3

oranında Titanat, MAPE (Maleik Anhidrit Graft edilmiş Polietilen) ve Silanil

(Viniltrietoksisilan / C8H18O3Si) eklenerek 10x300x300 mm ölçülerinde 38 adet

kompozit levha üretilmiştir. Üretilen levhalar, fiziksel ve mekaniksel bazı

özelliklerinin belirlenmesi için standartlara uygun biçimde kesilmiş ve deneysel

çalışmalar yapılmıştır. Deneylerden elde edilen sonuçlar, istatistiksel yöntemler ile

değerlendirilmiştir. Değerlendirme sonuçlarına göre, su emme değerlerinin, SPT ve

Asetik Asit (AA) içeren deney grubu dışındaki tüm deney gruplarında azaldığı,

eğilme dayanımlarının dolgu maddesinin çeşidi ve oranına bağlı olarak düştüğü,

eşleştirici kimyasalların ise bazı deney gruplarının dışında eğilme dayanımını daha

da düşürdüğü, elastikiyet modülü değerlerinde ise dolgu maddeleri ve eşleştiricilerin

her ikisinin de değerleri düşürdüğü ancak eşleştirici kimyasalların dolgu maddelerine

nazaran bir miktar daha yüksek sonuçlar verdiği, temas açısı ölçülen tüm deney

gruplarının su itici değerlere sahip olduğu, Termogravimetrik analiz (TGA) açısından

ise deney gruplarının aktivasyon enerjilerinin farklı sıcaklık gruplarında birbirine

yakın değerler verdiği tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Polietilen, Tetra Pak atıklar, Mekanik özellikler, Temas açısı,

TGA, Aktivasyon enerjisi.

2018, 97 sayfa

iii

ABSTRACT

Ph.D. Thesis

COMPOSITE MATERIALS PRODUCTION FROM WASTE PAPER

PRODUCTS COATED POLYMER

Zübeyde BÜLBÜL

Süleyman Demirel University

Graduate School of Natural and Applied Sciences

Department of Forest Engineering

Supervisor: Prof. Dr. Birol ÜNER

In this thesis, in laboratory conditions, at different rates as fillers; Calcite (CaCO3),

Boric Acid (H3BO3), SPT (Sodium Perborate Tetrahydrate / NaBO3.4H2O) and as

coupling agents; 3% Titanate, MAPE (Maleic Anhydride Grafted Polyethylene), and

Silanyl (Vinyltriethoxysilane / C8H18O3Si) were added to polymeric coated waste

paper materials. 38 composite plates were produced in dimensions of 10x300x300

mm. In order to determine some physical and mechanical properties of the produced

plates, experimental works were carried out by cutting according to the standards.

Results obtained from experiments were evaluated by statistical methods. According

to the test results; the water absorption values decrease in all the experimental groups

except for SPT and Acetic Acid (AA), bending strengths reduced depending on the

type and proportion of the filler materials, matching chemicals (coupling agents) was

reduced further more the bending strength except for some experimental groups,

whereas in the modulus of elasticity both the fillers and the coupling agents reduced

the values but the coupling agents gave slightly higher results than the fillers, all the

experimental groups that were measured the contact angle had water repellent values,

in terms of thermogravimetric analysis (TGA), the activation energies of the

experimental groups were close to each other in different temperature groups, has

been determined.

Keywords: Polyethylene, Tetra Pak wastes, Mechanical properties, Contact angle,

TGA, Activation energy.

2018, 97 pages.

iv

TEġEKKÜR

Doktora çalışmam boyunca bilgisi, yardımseverliği, sabrı ve güler yüzü ile bana hep

destek olan danışman hocam Sayın Prof. Dr. Birol ÜNER‟e sonsuz teşekkürlerimi

sunarım.

Tezimin her aşamasında bana yol gösteren ve manevi desteklerini benden

esirgemeyen, İstanbul Üniversitesi, Ormancılık Meslek Yüksekokulu Müdürü Sayın

Dr. Öğr. Üyesi Ahmet HAKYEMEZ hocama sonsuz teşekkür ve saygılarımı

sunarım. Tezimin istatistiksel analiz kısmında, İstanbul Üniversitesi, Orman

Fakültesi Dr. Öğr. Üyesi Emrah ÖZDEMİR hocama yardımı ve anlayışı için

teşekkür ederim. Tezimin yürütülmesi sırasında gösterdiği destek ve yardımları için

değerli hocam Doç. Dr. Yılmaz ÇATAL‟a teşekkür ederim. Önerileri ve değerli

bilgileri ile katkıda bulunan Süleyman Demirel Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi

öğretim üyesi Doç. Dr. Hasan Hüseyin TAŞ hocama teşekkürlerimi sunarım.

Tezimi yazarken yapmış olduğu değerli katkılarından dolayı canım arkadaşım

Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Arş. Gör.

Kader POTURCU‟ya sevgilerimi sunarım.

4751-D1-16 No‟lu Proje ile Doktora tezimi maddi olarak destekleyen Süleyman

Demirel Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi Başkanlığı‟na teşekkür

ederim.

Hayatım boyunca her şeyden önce bana iyiliği ve doğruluğu öğreten, tezim sırasında

bana hep destek olan, canım annem Hacer BÜLBÜL ve babam Soner BÜLBÜL‟e,

dualarıyla yanımda olan anneanneme sonsuz şükran ve sevgilerimi sunarım.

Zübeyde BÜLBÜL

ISPARTA, 2018

v

ġEKĠLLER DĠZĠNĠ

Sayfa Şekil ‎1.1. Tetra Brik Aseptik paketinin dıştan içe tabakaları (Tetra Pak, 2013).......... 6

Şekil ‎2.1. Bağlayıcı Silan mekanizması (Xiameter, 2009) ........................................ 10 Şekil ‎3.1. Üretilen kompozit malzeme içeriğinin şematik gösterimi ......................... 13 Şekil ‎3.2. Polimer malzemeler; a) öğütülmeden önce, b) öğütüldükten sonra .......... 14 Şekil ‎3.3. Eğilme dayanımı ve eğilmede elastikiyet modülü tayini ........................... 20 Şekil ‎3.4. Kompozit örneklerin temas açısı ölçümleri ............................................... 22

Şekil ‎4.1. Su emme deneyi ......................................................................................... 25 Şekil 4.2. Tetra Pak + PE örneğinin TGA ile sıcaklık ve madde miktarı değişimi ... 57 Şekil 4.3. Tetra Pak + PE + %15 Kalsit + %3 MAPE örneğinin TGA ile sıcaklık

ve madde miktarı değişimi ........................................................................ 58

Şekil 4.4. Tetra Pak + PE + %15 Kalsit + %3 Silanil örneğinin TGA ile sıcaklık

ve madde miktarı değişimi ........................................................................ 59 Şekil 4.5. Tetra Pak + PE + %3 Titanat örneğinin TGA ile sıcaklık ve madde

miktarı değişimi ......................................................................................... 60

Şekil 4.6. %5 Kalsit + %3 Silanil kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi ................................................................................................ 64 Şekil 4.7. %15 Kalsit + %3 Silanil kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi ................................................................................................ 65 Şekil 4.8. %25 Kalsit + %3 Silanil kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi ................................................................................................ 65

Şekil 4.9. %5 Kalsit + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi ................................................................................................ 66


analiz eğrisi .............................................................................................. 66


analiz eğrisisi ............................................................................................ 67

Şekil 4.12. %5 BA + %3 Silanil kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi .............................................................................................. 67 Şekil 4.13. %15 BA + %3 Silanil kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi .............................................................................................. 68 Şekil 4.14. %25 BA + %3 Silanil kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi .............................................................................................. 68 Şekil 4.15. %5 BA + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi .............................................................................................. 69

Şekil 4.16. %15 BA + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi .............................................................................................. 69

Şekil 4.17. %25 BA + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi .............................................................................................. 70

Şekil 4.18. %5 Kalsit kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi ........ 70

Şekil 4.19. %15 Kalsit kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi ...... 71

Şekil 4.20. %25 Kalsit kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi ...... 71 Şekil 4.21. %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi ...... 72 Şekil 4.22. Tetra Pak + Plastik kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz

eğrisi ........................................................................................................ 72 Şekil 4.23. Tetra Pak kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi ........ 73 Şekil 4.24. %5 BA kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi ............ 73

Şekil 4.25. %15 BA kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi .......... 74

vi

Şekil 4.26. %25 BA kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi .......... 74

Şekil 4.27. %5 Kalsit + %3 MAPE kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi .............................................................................................. 75 Şekil 4.28. %15 Kalsit + %3 MAPE kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi .............................................................................................. 75 Şekil 4.29. %25 Kalsit + %3 MAPE kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi .............................................................................................. 76 Şekil 4.30. %5 SPT (AA Yok) + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında

kinetik analiz eğrisi .................................................................................. 76

Şekil 4.31. %15 SPT (AA Yok) + %3 Titanat kompozit örneğinin azot

ortamında kinetik analiz eğrisi ................................................................ 77 Şekil 4.32. %25 SPT (AA Yok) + %3 Titanat kompozit örneğinin azot

ortamında kinetik analiz eğrisi................................................................. 77

Şekil 4.33. %5 BA + %3 MAPE kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi .............................................................................................. 78 Şekil 4.34. %15 BA + %3 MAPE kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi .............................................................................................. 78 Şekil 4.35. %25 BA + %3 MAPE kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi .............................................................................................. 79

vii

ÇĠZELGELER DĠZĠNĠ

Sayfa Çizelge ‎1.1. Bazı yaygın mühendislik malzemelerinin bütün ve fiber formlarının

özellikleri (Tiwari, 2016). ........................................................................ 2 Çizelge ‎3.1. Kompozit levhaların reçeteleri ............................................................... 17 Çizelge ‎3.2. Kompozit levhaların üretim koşulları .................................................... 18

Çizelge ‎4.1. Tetra Pak kompozit örneklerinin su emme test sonuçları ...................... 25 Çizelge ‎4.2. Tetra Pak + Plastik (PE) kompozit örneklerinin su emme test

sonuçları ................................................................................................ 26 Çizelge ‎4.3. Tetra Pak + PE + Kalsit kompozit örneklerinin su emme test

sonuçları ................................................................................................ 26 Çizelge ‎4.4. Tetra Pak + PE + Borik Asit kompozit örneklerinin su emme test

sonuçları ................................................................................................ 26 Çizelge ‎4.5. Tetra Pak + PE + SPT kompozit örneklerinin su emme test sonuçları .. 27 Çizelge ‎4.6. Tetra Pak + PE + Titanat kompozit örneklerinin su emme test

sonuçları ................................................................................................ 27 Çizelge ‎4.7. Tetra Pak + PE + Borik Asit + Titanat kompozit örneklerinin su

emme test sonuçları ............................................................................... 28 Çizelge ‎4.8. Tetra Pak + PE + Kalsit + Titanat kompozit örneklerinin su emme

test sonuçları .......................................................................................... 28 Çizelge ‎4.9. Tetra Pak + PE + SPT + Titanat kompozit örneklerinin su emme test

sonuçları ................................................................................................ 29

Çizelge ‎4.10. Tetra Pak + PE + Borik Asit + MAPE kompozit malzeme

örneklerinin su emme test sonuçları .................................................... 29

Çizelge ‎4.11. Tetra Pak + PE + SPT + AA + MAPE kompozit malzeme

örneklerinin su emme test sonuçları .................................................... 30

Çizelge ‎4.12. Tetra Pak + PE + Kalsit + MAPE kompozit malzeme örneklerinin

su emme test sonuçları ........................................................................ 30

Çizelge ‎4.13. Tetra Pak + PE + Kalsit + SİLANİL kompozit malzeme

örneklerinin su emme test sonuçları .................................................... 31 Çizelge ‎4.14. Tetra Pak + PE + Borik Asit + SİLANİL kompozit malzeme

örneklerinin su emme test sonuçları .................................................... 31 Çizelge ‎4.15. Tetra Pak + PE + SPT + AA + SİLANİL kompozit malzeme

örneklerinin su emme test sonuçları .................................................... 32 Çizelge ‎4.16. Tetra Pak kompozit malzeme örneklerinin mekanik test sonuçları ..... 33 Çizelge ‎4.17. Tetra Pak + PE kompozit malzeme örneklerinin mekanik test

sonuçları .............................................................................................. 33 Çizelge ‎4.18. Tetra Pak + PE + Kalsit kompozit örneklerinin mekanik test

sonuçları .............................................................................................. 34 Çizelge ‎4.19. Tetra Pak + PE + Borik Asit kompozit örneklerinin mekanik test

sonuçları .............................................................................................. 34 Çizelge ‎4.20. Tetra Pak + PE + SPT örneklerinin mekanik test sonuçları ................ 35 Çizelge ‎4.21. Tetra Pak + PE + Titanat kompozit malzeme örneklerinin mekanik

test sonuçları ........................................................................................ 35 Çizelge ‎4.22. Tetra Pak + PE + Borik Asit + Titanat kompozit malzeme

örneklerinin mekanik test sonuçları .................................................... 36

Çizelge ‎4.23. Tetra Pak + PE + Kalsit + Titanat kompozit malzeme örneklerinin

mekanik test sonuçları ........................................................................ 36

viii

Çizelge ‎4.24. Tetra Pak + PE + SPT + Titanat kompozit malzeme örneklerinin

mekanik test sonuçları ......................................................................... 37 Çizelge ‎4.25. Tetra Pak + PE + Borik Asit + MAPE kompozit malzeme

örneklerinin mekanik test sonuçları .................................................... 37

Çizelge ‎4.26. Tetra Pak + PE + SPT + AA + MAPE kompozit malzeme

örneklerinin mekanik test sonuçları .................................................... 38 Çizelge ‎4.27. Tetra Pak + PE + Kalsit + MAPE kompozit malzeme örneklerinin

mekanik test sonuçları ......................................................................... 38 Çizelge ‎4.28. Tetra Pak + PE + Kalsit + SİLANİL kompozit malzeme

örneklerinin mekanik test sonuçları .................................................... 39 Çizelge ‎4.29. Tetra Pak + PE + Borik Asit + SİLANİL kompozit malzeme

örneklerinin mekanik test sonuçları .................................................... 39 Çizelge ‎4.30. Tetra Pak + PE + SPT + AA + SİLANİL kompozit malzeme

örneklerinin mekanik test sonuçları .................................................... 40 Çizelge ‎4.31. Kompozit çeşitlerinin eğilme dayanımlarına göre Normallik Testi .... 42 Çizelge ‎4.32. Eğilme dayanımı testi yapılan kompozit çeşitlerinin tanımlayıcı

istatistik değerleri ................................................................................. 42 Çizelge ‎4.33. Varyans analizi tablosu (MOR) ........................................................... 43 Çizelge ‎4.34. Kompozitlerin eğilme dayanımı değerlerinin Tamhane T2 testi

sonuçları ............................................................................................... 43

Çizelge ‎4.35. Kompozit çeşitlerinin elastikiyet modüllerine göre Normallik Testi .. 48 Çizelge ‎4.36. Eğilmede elastikiyet modülü hesaplanan kompozit çeşitlerinin

tanımlayıcı istatistik değerleri .............................................................. 48

Çizelge ‎4.37. Varyans analizi tablosu (MOE) ........................................................... 49 Çizelge ‎4.38. Kompozitlerin elastikiyet modülü değerlerinin Tamhane T2 testi

sonuçları ............................................................................................... 49 Çizelge ‎4.39. Kompozit örneklerinin farklı sıcaklık ve sürelerde yüzeylerindeki

serbest enerji bileşenleri ....................................................................... 55 Çizelge ‎4.40. Kompozit türlerinin aktivasyon enerjileri ............................................ 62

ix

SĠMGELER VE KISALTMALAR DĠZĠNĠ

AA Asetik Asit

BA Borik Asit

cm3 Santimetreküp

d Yoğunluk

DSC Differential Scanning Calorimetry

DTA Differential Thermal Analysis

DTG Diferansiyel Termogravimetri

FTIR Fourier Transform Infrared Spectroskopi

g Gram

lb Libre (Pound)

MAPE Maleik Anhidrit Aşılanmış Polietilen

MAPP Maleik Anhidrit Aşılanmış Polipropilen

mg Miligram

mm2 milimetrekare

MOE Elastikiyet Modülü

MOR Eğilme Dayanımı

N Newton

N/m2 Newton/metrekare

ns. P>0,05 %95 güven düzeyinde önemsiz

ppm milyonda bir birim

SPT Sodyum Perborat Tetrahidrat

TGA Termogravimetrik Analiz

UV Ultraviyole ışını

γ - Elektron verici

γ + Elektron alıcı

*** P<0,001 %99,9 güven düzeyinde önemli

** P<0,01 %99 güven düzeyinde önemli

* P<0,05 %95 güven düzeyinde önemli

1

1. GĠRĠġ

Orman alanlarının giderek azalması keresteye alternatif olabilecek daha ucuz

hammadde ihtiyacını doğurmaktadır. Yeni lif kaynağı arayışı, atık plastik ve kağıt

maddelerin değerlendirilmesi kompozit malzeme konusuna önem kazandırmıştır.

Kağıt, plastik ve alüminyumdan oluşan polimer malzemeler günümüzde başta içecek

kutuları olmak üzere ambalaj malzemesi olarak oldukça geniş kullanım alanına

sahiptir. Bu malzemeler kullanım süreci sonunda çeşitli katkı maddeleri ve

kimyasallar yardımıyla kompozit malzemelere dönüştürülerek yeni farklı kullanım

alanına sahip ürünler olarak endüstriye kazandırılmaktadırlar. Atık maddelerin

çevreye zarar vermeden geri dönüştürülmesi ve ekonomiye kazandırılması giderek

önem kazanan bir konudur. Başta gelen geri dönüşüm malzemelerinden olan plastik

ve kağıt hammaddeler kompozitlerin başlıca bileşenleridir.

Kompozitler birbiri içinde çözünmeyen iki ya da daha fazla maddeden oluşan

heterojen yapılı malzemelerdir. En azından bir faz, dağınık faz olarak çoğunlukla

inorganiktir. Kompozitler kendilerini oluşturan maddelerden bağımsız olarak daha

üstün mekanik özellikler ve performans özelliklerine sahip olarak tasarlanmaktadırlar.

Tek parça malzemeler üzerinde örneğin yüksek direnç, yüksek sertlik, düşük

yoğunluk, uzun dayanıklılık ömrü, yüksek termal kararlılık, yalıtım ve iletim gibi

eşsiz avantajlara sahip olabilmektedirler. Bunların yanı sıra ömür maliyetlerini

azaltan önemli bir avantaja sahiptirler (Yılmaz, 2008). Pietikäinen (2008) kompozit

malzemeyi şu şekilde tanımlamıştır; iki veya daha fazla sayıdaki aynı veya farklı

gruptaki malzemelerin, en iyi özelliklerini bir araya toplamak ya da ortaya yeni bir

özellik çıkarmak amacıyla, bu malzemelerin makro seviyede birleştirilmesiyle oluşan

malzemelere “Kompozit Malzeme” denir. Birbirlerinin zayıf yönlerini düzelterek

üstün özellikte bir malzemeye ulaşmak amacıyla bir araya getirilmişlerdir (Enç vd.,

2012). Orman endüstrisinde yaygın bir şekilde kullanılan kompozit malzemeler

genellikle odunu yonga lif ya da şerit levha şeklinde kullanarak yapıştırıcılar aracılığı

ile yüksek basınç ve sıcaklık altında preslenerek ürün haline dönüştürmektedir.

Kullanılan yapıştırıcı türüne göre malzemenin mekanik özellikleri değişebilmektedir.

Bu malzemelerin üretimi sırasında kullanılan odunun küçültülmesi durumunda enerji

ve yatırım maliyeti artmaktadır. Ağaç malzemenin higroskopik özellik taşıması,

mantar, bakteri ve böcek arızlarına karşı koyamaması, yanabilir bir madde oluşu,

2

heterojen yapısı ve farklı kısımlarında farklı mekanik özellikler göstermesiyle

endüstride kısıtlı kullanım alanına sahiptir. Ağaç malzeme, çeşitli malzemelerle

birleştirilip bir bütün oluşturduğunda farklı kullanım alanlarına sahip olmakta,

mukavemet ve suya karşı dayanımı üst seviyelere ulaşmaktadır. Bu durumda atık

kağıtların kompozit malzeme hammaddesi olarak kullanılması hem çevre

duyarlılığına yaptığı katkıyla hem de sağladığı enerji tasarrufuyla endüstriye katkı

sağlamaktadır.

Kompozit malzeme yapısı fiberler ve matrislerden oluşmaktadır. Birbirleri içerisinde

çözünmeyen ve karışmayan bu malzemelerden matris; içerisine daha farklı bir fiber

veya parçacık malzemenin konmasıyla tek bir yapı oluştururlar. Fiberler kompozit

malzemede takviye elemanı olarak, mekanik mukavemeti sağlamakla görevlidirler.

Fiberler arasında gerilim aktarımını sağlayan ve dolayısıyla mekanik dayanıklılığı

etkileyen, fiberleri fiziksel ve kimyasal dış etkilerden koruyan matris, kompozit

malzemelerin ana yapısını oluşturur. Matrislere (bağlayıcı) örnek olarak polimer,

seramik ve metaller, güçlendiricilere örnek ise fiberler, partiküller, whiskerlar

(polimer, seramik veya metal de olabilir) verilebilir (AE2 Project, 2014). Modern

kompozitler; çoğu materyallerin küçük ölçekli örneklerinin büyük kitleli

malzemelerden çok daha güçlü olduğu gerçeğini kanıtlamışlardır. Farklı

materyallerin fiber özellikleri ve kitlesel özellikleri Çizelge 1.1‟de verilmiştir (Tiwari,

2016).

Çizelge 1.1. Bazı yaygın mühendislik malzemelerinin bütün ve fiber formlarının

özellikleri (Tiwari, 2016).

Fiber

Özgül Ağırlık Bütünsel (Bulk)

Çekme Direnci

(MPa)

Lif (Fiber) Çekme

Direnci (MPa)

Alüminyum 2,7 140-620 620

Titanyum

alaşım/fiber 4,5 1040 1900

Çelik 7,8 340-212 4100

E-cam 2,54 70-210 3500

S-cam 2,48 70-210 4600

Karbon 1,41 çok düşük 2100-2500

Kompozitlerde fiber malzeme olarak kullanılan whiskerlar malzemelerin çok küçük

ölçeklerde kristalleştirilmesiyle üretilirler. Her whisker içinde iç uyum son derece

3

yüksektir. Yukarıdaki tabloda verilen farklı materyallerin farklı whisker özellikleri

fiber çekme gerilmesi değerlerinden oldukça yüksek direnç değerlerine sahiptir

(Tiwari, 2016). Kompozitleri oluşturan matris malzemelere sürekli faz, fiber

malzemelere ise reinforcement, takviye eleman, süreksiz faz da denmektedir (AE2

Project, 2014). Uygun matris seçimi sayesinde fiberden istenen başarı elde edilebilir.

Matris, malzemenin nem ve su alma özellikleri göz önünde bulundurularak

seçilmelidir. Viskozite, erime noktası, sıcaklık gibi özellikler matrisler için önemli

noktalardır (Ulcay vd., 2002). Selüloz liflerindeki hidroksil grupları sebebiyle

hidrofil özellik taşımalarından dolayı, hidrofob özellikteki polimere takviye

edildiklerinde lif/matris arasında zayıf arayüzey oluşmakta ve nem emilimi dayanımı

da azalmaktadır. Doğal lif içeren kompozitlerde bağlayıcı maddelerin iki temel işlevi

bulunmaktadır; matris malzemenin fonksiyonel grupları ve selülozun OH grupları

arasında etkileşimidir (Bulut ve Erdoğan, 2011). Matris malzemenin; yükü takviye

malzemesine aktarmak, bunları bir arada tutmak ve çevresel etkilere karşı korumak

gibi görevleri vardır. Aynı zamanda yüzey kalitesi üzerinde etkilidir. Kompozit

malzemeye uygulanan yükü taşımak, yapıya sertlik vermek gibi görevler ise takviye

malzemesinin görevidir (Baş, 2015).

Kompozit malzemenin özelliklerinin belirlenmesinde; takviye elemanının (fiber)

özellikleri, matris malzemenin özellikleri, fiber/matris oranı (hacimsel yoğunluk,

fiber volume fraction), fiber-matris arayüzey yapışma kabiliyeti, takviye elemanının

geometrisi ve matris içindeki yönlenmesi (oryantasyonu) gibi unsurlar etki

etmektedir. Kompozit malzeme içerisinde takviye (fiber) elemanların görevleri; yük

taşımak (kompozit bir yapıda yük %70-90 oranında takviye malzemesi tarafından

taşınır), mukavemet, termal stabilite sağlamak, kullanılan takviyeye (fiber) bağlı

olarak elektrik iletkenliği veya yalıtımı sağlamak şeklindedir. Matris malzemenin

görevleri ise; matris, köprü görevi görerek fiberleri bir arada tutmayı sağlar, yapıya

rijitlik ve şekil verir, fiberleri birbirinden izole eder. Böylece fiberler birbirlerinden

bağımsız davranırlar. Bu durum, çatlak ilerlemesini durdurur ve yavaşlatır. Matris iyi

yüzey kalitesinden sorumludur. Aşınma gibi mekanik hasarlara ve çeşitli kimyasal

etkilere karşı fiberleri korur. Matris malzemenin özelliklerine bağlı olarak,

kompozitin süneklik, darbeye karşı direnci gibi özellikleri etkilenir. Fiberle uyumlu

matrisler kompozitte meydana gelebilecek hasarları önemli ölçüde etkilerler. Reçine

olarak da ifade edilen matrislerin fiber malzemelere yapışma kabiliyetleri yüksek

4

olmalıdır. Yapışma kabiliyetleri arttıkça, yüklerin matristen fibere yeterli miktarda

aktarımı gerçekleşmiş olur. Ayrıca, gerilme altında fiber-matris arayüzeyinde

ayrılmalar veya kırılmalar engellenmiş olur. Matris seçiminin fiberlerin uzama

yeteneklerine uyumlu olarak yapılması kompozitin kırılımı açısından oldukça

önemlidir. Matris malzemenin kompozitin kullanım alanları bakımından su,

kimyasallar, UV gibi çevresel faktörlere karşı dayanımının yüksek olması

gerekmektedir. Fiber takviyeli kompozit malzeme üretiminde kullanılan reçineler

bazen polimer olarak anılırlar. Polimerler basit molekül yapıların oluşturduğu zincir

yapılardır. Polimerler; Termoplastikler ve Termosetler olarak iki gruba ayrılırlar.

Termoplastikler, ısı alınca eriyen ve soğutulduğunda da katılaşabilen yapılardır. Yani

geri dönüşümü olan polimerlerdir. Naylon, polipropilen, polietilen bilinen

termoplastik örnekleridir (Ataş, 2016). Bu çalışmada matris malzeme olarak

Termoplastik polimer olan Polietilen kullanılmıştır. Termoplastikler ısıtılınca çabuk

eriyebilen plastiklerdir. Örneğin polietilen, polipropilen ve polivinil klorür (PVC).

Termoplastikler çok çeşitli ticari ürünlerin yapımında kullanılmaktadır örneğin; süt

paketleri, market poşetleri ve evlerin dış kaplamaları gibi. Son yıllarda ABD‟de

odun-termoplastik kompozitler odun-termoset kompozitlere zıt olarak, olağanüstü

bir büyüme göstermişlerdir (Schut 1999). En çok tüketilen plastikler Polietilen (PE)

ve Polipropilen (PP) olarak karşımıza çıkmaktadır. Doğaya atılan plastik malzemeler

uzun süre bozunmadan kalmaları sebebiyle geri dönüştürülmeleri gereken atıklardır.

Atık plastik malzemelerin geri dönüştürülmesiyle; enerji tasarrufu, çevre kirliliğini

önleme, hammadde ihtiyacının azalması gibi avantajlar sağlanmaktadır (Ay, 2016).

Kompozit malzemelerin sınıflandırılması; kompozit malzemelerin oluşum

seçeneklerinin çokluğu nedeniyle oldukça zordur. Yaygın olarak; matris malzeme

cinsine göre, matris-takviye elemanı malzeme cinslerine göre, takviye elemanların

şekil ve yerleştirilmesine göre, takviye elemanlarının şekil veya yerleştirilme

biçimine göre sınıflandırılmaktadırlar. Kompozit malzemeler karakteristik özellikleri

bakımından diğer malzemelere göre, hafiflik, uzun ömür, yüksek mekanik ve

kimyasal dayanıklılık gibi pek çok üstün özelliklerinden dolayı tercih edilmektedirler.

Kompozit malzemelerin üretilmesi ve geliştirilmesindeki amaçlar; mukavemet

(dayanım), elektrik iletkenlik, yorulma dayanımı, akustik iletkenlik, aşınma dayanımı,

rijitlik, korozyon dayanımı, hafiflik, kırılma tokluğu, ekonomiklik, termal özellikler,

estetiklik, ısıl iletkenlik gibi özelliklerdir. Kompozit malzemeler yapıları ve

5

gösterdikleri özellikler sayesinde farklı pek çok sektörde kullanılmaktadırlar.

Kompozit malzemelerin yaygın olarak kullanıldığı uygulama alanları şu şekildedir;

uzay teknolojisi, denizcilik sektörü, tıp alanında (tıbbi cihazların imalatı), robot

teknolojisi, kimya sanayisi, elektrik-elektronik teknolojisi, müzik aletleri endüstrisi,

inşaat ve yapı sektörü, otomotiv sektörü, savunma sanayi ve havacılık sektörü, gıda

ve tarım sektörü, spor malzemeleri imalatı (yüksek atlama sırıkları, tenis raketleri,

sörf, yarış tekneleri, kayak vs.) gibi pek çok alanda tercih edilmektedirler (Zor, 2016).

Tetra Pak malzeme herhangi bir ayrıştırma işlemine tabi tutulmadan içerisinde

bulundurduğu polietilen ve alüminyum içeriğiyle kompozit malzeme üretiminde

kullanılmıştır. Küçük parçalara ayrılan Tetra Pak atıklar kurutulmuş, gerekli dolgu

maddeleri ve kimyasallarla basınç yöntemi ile istenilen ürüne dönüştürülmüştür.

Kağıt bardak ve Tetra Pak‟taki termoplastik maddenin matris görevi görerek lifleri

bir arada tutması amaçlanmaktadır. Çalışmada üretilen kompozit levhalarda,

alüminyum ve lifler destek maddesi olarak görev almaktadırlar. Kompozitlerin

üretiminde prosesi etkileyen ve malzeme özelliklerini değiştiren hammaddeler

maliyeti etkilemektedir. Bunlar kullanılan dolgu maddeleri ve eşleştirici

kimyasallardır.

Takviye elamanı göreviyle kullanılan Tetra Pak malzeme özellikleri; 1963 yılında

tanıtılan Tetra Brik paketi, dikdörtgen veya kare şeklinde olup 1969 yılında tanıtılan

Tetra Brik Aseptik (steril) karton kutu uzun ömürlü ürünler için en çok kullanılan

paket olmuştur Karton bazlı ürünler için paketleme materyalleri; kağıt tabakası,

polietilen ve steril paketler için alüminyum folyodan oluşmakla birlikte farklı ürünler

için bu kombinasyon değişebilmektedir. Burada alüminyum folyo oksijen ve ışığı

engellemek için kullanılır. Tetra Pak kartonların tasarım amaçlarından biri

yenilenebilir malzemelere vurgu yapmaktır (Tetra Pak, 2013).

Dünyanın lider gıda işleme ve paketleme çözümleri şirketi olan Tetra Pak “Protects

What's Good” (İyi Olanı Korur) sloganıyla 175‟den fazla ülkede çevre dostu,

sürdürülebilir bir şekilde öncelikle sıvı gıdaların paketlenmesi ve uzun süreli raf

ömürleri için kapsamlı çözümler sunmaktadır. Tetra Pak, müşterilerinin bütün

ambalaj ihtiyaçlarını tek kaynaktan sağlamaları ve uzun soluklu müşteri bağlılığı için

on bir alternatiften oluşan paketleme sistemleri bulunmaktadır. Bunlar; Tetra Brik,

6

Tetra Evero, Tetra Classic, Tetra Fino, Tetra Gemina, Tetra Rex, Tetra, Tetra Prisma,

Tetra Top, Tetra Recart, Tetra Wedge diye isimlendirilmişlerdir. Kağıt plastik ve

alüminyum malzemeden oluşan Tetra Pak kutu bileşenleri Şekil 1.1‟de verilmiştir

(Tetra Pak, 2013).

Şekil 1.1. Tetra Brik Aseptik paketinin dıştan içe tabakaları (Tetra Pak, 2013)

Tetra Pak, daha verimli geri dönüşüm teknolojilerinin gelişmesini desteklediğini

ifade etmektedirler. Kullanılan Tetra Pak paketlerin geri dönüşümü 2001

yılında %13‟den 2012 yılında %22,9‟a artış göstermiş, 2020 yılına kadar ise %40‟ı

aşacak bir geri dönüşüm hedefi belirlemişlerdir. Tetra Pak, FSC (Orman Yönetim

Konseyi) damgalı ürünleriyle piyasada yer almakta ve bu ürünlerini giderek

artırmayı hedeflemektedir (Tetra Pak, 2013). Tetra Pak ambalajlar tamamen geri

dönüştürülebilir malzemelerden oluşmalarının yanı sıra ambalajın tasarımından

müşteriye ulaşma sürecine kadar enerji ve çevrenin korunması amaçlanmaktadır. Bu

amaçla üretilen içecek kutuları kullanıldıktan sonra ise pek çok sektöre hammadde

olarak geri dönmektedir. Atık haldeki Tetra Pak kartonlar; içerisindeki kağıt elyafın

geri dönüştürülerek farklı kağıt ürünlerinin elde edilmesi yöntemi ve atık Tetra

Pakların küçük parçalara ayrılıp sıcaklık ve basınç altında preslenerek yonga levhalar

üretilmesi yöntemleri ile geri dönüştürülebilmektedir (MEGEP, 2007).

polietilen

desen

kağıt

polietilen

alüminyum folyo

polietilen

polietilen

7

Bu tez çalışmasında, atık kağıt oranları, güçlendirici dolgu maddesi oranları ve farklı

uyum sağlayıcı ajanların oranlarının atık kağıtlardan üretilen kompozit malzemeler

üzerindeki fiziksel, mekanik ve termal etkileri incelenmiştir.

Polar kağıt malzeme ve nonpolar termoplastik polimerleri birbirine bağlamak için

çeşitli oranlarda eşleştirici kimyasallar ve dolgu maddeleri kullanılmıştır. Ülkemizde

değerlendirilmeyi bekleyen tonlarca atık kağıt olduğu düşünüldüğünde çalışmanın

önem arz ettiği söylenilebilir. Oluşturulan kompozit malzemelere uygulanan dört

farklı deney grubundan oluşan bu çalışmada; giriş bölümünde tez konusunun önemi,

amacı, günümüzdeki gerekliliği ve içeriğine dair bilgiler verilmiştir. Konuyla ilgili

literatür taraması yapılmış ve benzer çalışmalar kısa özetler halinde tarih sırasına

göre kaynak özetleri bölümünde verilmiştir. Çalışmada kullanılan malzemeler ve bu

malzemelerin temin edildiği yerler materyal ve metot bölümünde belirtilmiştir.

Çalışmada deney sonuçlarından elde edilen veriler doğrultusunda oluşturulan

istatistikler ve bulguların değerlendirilmesi araştırma bulguları kısmında yer almıştır.

Elde edilen bulgulardan yola çıkılarak atık kağıtlara eklenen çeşitli uyum sağlayıcı

materyallerin kompozit malzeme üretimine sağlayacağı avantajları ve dezavantajları

üzerinde durulmuş sonuç ve öneriler bölümünde yorumlanmıştır. Son olarak

çalışmada yararlanılan kaynakların ilgili kısımları kaynaklar başlığı altında

belirtilmiştir. Çalışmada kullanılan Polietilen (PE) tez boyunca kısaca plastik olarak

da adlandırılmıştır. Atık kağıtlardan üretilen kompozit malzeme üzerine yapılan daha

önceki çalışmalarda; matris malzeme olarak polipropilen, eşleştirici kimyasal

(coupling agent) olarak farklı oranlarda MAPP, MAPE vb. kullanılmıştır. Bu tez

çalışması ile; kullanım süresi, sürdürülebilirlik, çevreye duyarlılık, doğada

kaybolmayan plastik ve Tetra Pak atıkların azaltılması ile enerji sektörüne katkıda

bulunmak, atık kağıtların ekonomiye geri kazandırılması amaçlanmıştır.

8

2. KAYNAK ÖZETLERĠ

Atık kağıt bardakların hammadde olarak tercih edildiği bu çalışma; gittikçe

azalmakta olan sınırlı orman kaynaklarına alternatif olarak çevreci bir yaklaşımla

gerçekleştirilmiştir. Çevreye olan duyarlılığın yanı sıra içerisine eklenen polimerler

ve çeşitli kimyasallar aracılığıyla oluşan yeni kompozit materyallerin mekanik ve

termal analizleri incelenmiştir. Literatürde buna benzer farklı çalışmalar taranmış ve

tarih sırasına göre sıralanmıştır.

Eşleştirici kimyasal olarak kullanılan MAPE (Maleik Anhidrit Aşılanmış Polietilen)

dışında MAPP (Maleik Anhidrit Aşılanmış Polipropilen) da kompozitlerde uyum

sağlayıcı olarak tercih edilmiştir. Yapılan bir çalışmaya göre; Woodhams vd. (1984)

düşük molekül ağırlıklı bir MAPP türü olan epolene E-43‟ün birleştirici madde

olarak, polipropilen PP ve termomekanik kağıt hamuru kompozitlerde başarılı

olduğunu belirtmişlerdir.

Mineral dolgu maddesi olarak çalışmada kullanılan maddelerden biri de Borik

Asit‟tir. Ülkemizde kolay ve bol bulunuşu, ucuz oluşu sebebiyle kullanılmıştır.

Türkiye‟deki Bor üretimi ülkemiz için yeterli olduğundan dolayı ithalat söz konusu

değildir. 1975 yılından itibaren Sodyum Perborat Tetrahidrat, 1967‟den itibarense

Borik Asit‟in üretimi ülkemiz için yeterli olmakta ve ithalatının yapılmasına gerek

duyulmamaktadır (Poslu ve Arslan, 1995).

Çalışmada kullanılan başka bir eşleştirici kimyasal ise Titanat‟tır. Monte (1995)‟e

göre Titanat bağlayıcı ajanların bilinen tipleri; kompozitler için mekanik özellikleri

geliştirmede ve yağlayıcı etki yaparak reolojik davranış değiştirmede çok etkili

bulunmuştur. Başka bir çalışmaya göre; Titanat bağlayıcı ajanının birleşmesi, sünme

gerilmesinde ve eğilme mukavemetinde azalmaya yol açmıştır (Wah vd., 1999).

Silan eşleştirici kimyasalı kullanılan bir başka çalışmaya göre; Fenolformaldehit ile

güçlendirilmiş palmiye lifli kompozitler silanla muamele edilmiş ve sonra liflerin

hidrofobikliği artmıştır, lif ağırlığının ise belirli bir yüzdeyle azaldığı

gözlemlenmiştir. Silanlar liflerin OH gruplarıyla reaksiyona girmiş ve kararlı

kovalent bağlar oluşturmuştur (Agrawal vd., 2000). Silanlar kompozitleri porselen

malzemeye bağlamak için de kullanılırlar. Bu ajanlar, reçine ve kompozit malzeme

9

arasında bağlayıcı reçineden daha fazla kimyasal etkileşim sağlar (Yoshida vd.,

2001). Bağlayıcı olarak Titanatlar ise; hava boşluklarını ve nemi ortadan kaldırırlar

böylece yapışma, mukavemet, korozyona karşı dayanıklılık ve yaşlanma geliştirilmiş

olur. İnorganik maddeleri de hidrofobik hale getirmekredirler (Monte, 2002).

Eşleştirici ve dolgu maddeleriyle desteklenen kompozit malzemeler; metallere

nazaran korozyona dayanıklılık, yüzeydeki hasarların tolore edilmesi bakımından

daha üstün özelliklere sahiptirler. Diğer taraftan kompozitlerin üretim maliyetleri ve

bünyelerinde bulundurdukları karakteristik özelliklerinin tam olarak

bilinememesinden dolayı tam olarak metallerin yerine geçmeleri söz konusu

olamamaktadır (Biltekin, 2005).

Kompozit malzemelerde tercih edilen dolgu maddeleri bir ürünün fiyatını düşürmek

veya boyutunu arttırmak; sertlik, dayanıklılık renk ve viskozite gibi materyallerin

özelliklerinin modifikasyonu için kullanılmıştır. Günümüzde dolgu maddeleri;

sünmeyi azaltıp mukavemeti arttırmak, büzülmeyi ve termal genişlemeyi

düzenlemek, katılık eklemek, daha düşük maliyet için kullanılmaktadırlar. Dolgu

maddeleri ve takviye eleman arasındaki köprü görevini üstlenen matris malzemeler

yani polimerler kompozit malzemelerin mekanik özelliklerini arttırmak için

kullanılmaktadır (Tayfun, 2006). Çalışmada kullanılan CaCO3 (Kalsiyum Karbonat),

bulunabilirliği, maliyeti ve higroskopik özelliklerinden dolayı en temel dolgu

maddesidir.

Çalışmada kompozit malzeme bileşenlerini birbirine eşleştirmede kullanılan

bağlayıcı ajan ya da diğer adıyla eşleştirici kimyasallardan olan Silanlar; polimer ve

mineral lifleri birleştirmek amaçlı kullanılan bağlayıcı ajanların başında

gelmektedirler. Bu bağlayıcı ajanlar lif-matris arasındaki selülozlarda bulunan

hidroksil gruplarının sayısını azaltabilmektedirler. Silan eklenmesiyle elde edilen lif

ve matris arasındaki kovalent bağ sayesinde liflerin şişmesi engellenmektedir (Li ve

Tabil, 2007). Kullanılan bir diğer bağlayıcı olarak Maleik ajanlar; yüzeyi modifiye

etmek, mekanik özellikleri ve arayüzey bağlanmayı olumlu yönde etkilemektedirler

(Chand ve Fahim, 2008). Selülozdaki hidroksil gruplarının maleik anhidrit ile

reaksiyona girmesiyle, lifler arasındaki molekül içi hidrojen bağlarında azalmalar

olur. Bu durum liflerin matris içerisinde daha iyi dağılmalarına sebebiyet verir

10

(Zafeiropoulos, 2008). Silan birleştirici ajanı; inorganik bir substrat (cam, metal,

mineral) ve organik materyal (organik bir polimer, kaplama, yapıştırıcı) arayüzeyde

farklı materyallerin biribirine bağlanmasını sağlar. Silan bağlama mekanizması

basitçe Şekil 2.1‟de gösterilmiştir.

Şekil 2.1. Bağlayıcı Silan mekanizması (Xiameter, 2009).

Yapışmayı engelleyen tahrip edici güç; inorganik güçlendiricinin hidrofilik yüzeyine

suyun gelmesidir. Doğru bağlayıcı ajan; inorganik ve organik materyal arasındaki

arayüzeyde suya dayanıklı bir bağ yaratır. Silan bağlayıcı ajanı bağ kuvvetini

arttırmak için eşsiz bir kimyasal ve fiziksel özelliğe sahiptir. Silan aynı zamanda

çevresel faktörlere ve neme olan dayanıklılığı da arttırmaktadır. Kompozitlerin

yüzeylerinin daha pürüzsüz olmasını sağlamaktadır (Xiameter, 2009).

Üretilen kompozit malzemede dolgu maddesi olarak kullanılan Borik Asit Bor

ürünlerinden biridir. Bor, oksijenle teması kesilecek şekilde malzeme yüzeyine

kaplanarak yanmayı engellemektedir (Durğun, 2010).

Kağıt plastik kompozit malzemelerde mekanik özellikler, takviye malzemesinin

boyutundan etkilenmektedirler. Farklı çeşitlerde üretilen plastik kağıt kompozitlerde;

mekanik özellik test sonuçlarına göre çekme, kopma ve darbe direncinin delikli

kağıtlardan üretilen kompozitlerde deliksiz kağıtlardan üretilenlere oranla daha

yüksek olduğu gözlemlenmiştir (Karakuş vd., 2010). Kompozitler gibi karma

malzemelerin bileşiminde bulunan malzeme türleri, bu malzemelerin yapısal

özellikleri ve şekilleri, bağ oluşturma yetenekleri elde edilen kompozit malzemelerin

mekanik ve fiziksel özelliklerinin belirlenmesinde önemli yere sahiptirler

(Durademir, 2011). İyi bir matris malzeme ile katkı maddeleri arasındaki uyum

arttırılarak mekanik özellikler iyileştirilebilir. Günümüzde polimerik malzemeler

Ġnorganik Fiberglaslar

Metaller

Dolgular

Organik

Kauçuk

Plastikler

Polimerler

11

çeşitli katkı maddeleri ile adaptasyon başarısından dolayı yaygın şekilde

kullanılmaktadır (Rantuch vd., 2014).

Kompozit malzeme üretiminde bir diğer çalışmada; dolgu maddesi olarak Nanokil,

bağlayıcı ajan olarak Maleik Anhidrit Graft edilmiş Polipropilen (MAPP), odun unu

ve polipropilenden oluşturulan kompozit malzemenin fiziksel ve mekanik

özelliklerinin belirlenmesinde kullanılmıştır. Nanokil güçlendirici dolgu maddesinin

belirli bir orana kadar arttırılması sonucu eğilme ve çekme dirençlerinde artış

göstermiştir. Kompozitlerin su emiliminin, dolgu maddesi nanokilin artımıyla büyük

ölçüde azaldığı belirlenmiştir (Yadav ve Yusoh, 2015).

Atık kağıt bardak, polimer olarak atık Polipropilen (PP), Yüksek Yoğunluklu

Polietilen ve uyum sağlayıcı olarak Maleik Anhidridle Kraftlanmış Polietilen

(MAPE) , Polipropilen (MAPP) kullanılan bir çalışmada odun plastik kompozitlerin

su alma oranları ilk altı haftalık sürede hızlı bir artış göstermiş bu süreç sonrasında

ağırlıklarındaki artışın %1,5‟i geçmediği, kağıt bardak oranlarının artması ile su alma

oranlarının da arttığı belirlenmiştir. Kullanılan örneklerin eğilme dirençleri ve

eğilmede elastikiyet modülleri kağıt bardak oranının artmasıyla artış göstermiştir.

İstatistiksel değerlendirmeler sonucunda, eğilme direnci ve eğilmede elastikiyet

modülü değerlerinde meydana gelen farkların önemli olduğu tespit edilmiştir (Tufan

vd., 2015).

Kompozit malzeme üretiminde kullanılan matris malzeme, takviye malzemeyi bir

arada tutarak kompozit malzemenin şeklini korumak ve çevresel faktörlere karşı

dayanım sağlamaktadır (Bodur, 2016). Çalışmada matris malzeme olarak kullanılan

Polietilen malzemenin bazı özellikleri şu şekildedir; esnek, dayanıklı, hafif olmasına

karşın sağlamdır, çatlamaya ve kimyasal etkilere karşı dirençlidir.

Kompozit üretiminde bir başka çalışmaya göre; (MAPE) uyumsuzluk giderici olarak,

nanokilin polimer matris içinde verimli bir şekilde dağılabilmesi için kullanılmıştır.

Amaç polimer matris ile diğer ilave edilen maddeler arasında kimyasal bağ

oluşumunu sağlamaktır. Maleik anhidrid içeren graftlanmış kopolimerler polietilen

esaslı kompozitlerde sıklıkla kullanılan uyumsuzluk giderici ajanlardır. Bu

bağlanmayla aynı zamanda kompozitlerin fiziksel ve mekanik özelliklerinde

12

iyileşmeler gözlemlenmektedir (Boran, 2016). Chang vd. (2016), Maleik anhidrit

polipropilen‟in bağlayıcı ajan olarak kullanıldığı, bağlayıcı ajan ve odun unu

içeriğinin odun plastik kompozitlerin bazı mekanik özellikleri üzerindeki etkilerinin

araştırıldığı makalelerinde; ahşap ve MAPP eklenmesiyle lif arayüzeyinde

makromoleküler zincirlerin hareketliliği düşmüş, lif/matris etkileşiminin arttırıldığı

gözlemlenmiştir.

Peşman ve Tufan (2016), selüloz lifleri, silika kuşeli kağıtlar, yüksek yoğunluklu

polietilen plastik ve maleik anhidritle aşılanmış polietilen karışımından elde edilen

kompozitlerin mekanik, termal ve fiziksel özelliklerini araştırmışlar; bunun

sonucunda inorganik madde miktarının artmasıyla eğilme direncinde azalma

meydana geldiğini belirtmişlerdir. Kompozitlerin rutubet miktarlarının, plastiğe

eklenen lif içeriğinde bulunan silika ve kalsiyum karbonat oranının artmasıyla

önemli ölçüde arttığı tespit edilmiştir. Yapılan termal analizler sonucunda ise

kompozitler içerisindeki mineral varlığının termal stabiliteyi olumlu yönde etkilediği

gözlemlenmiştir.

Takviye elemanı olarak selülozik liflerin kullanıldığı odun plastik kompozitler

üzerine yapılan bir çalışmaya göre; bağlayıcı ajan olarak Scona kullanımıyla polimer

matris ile ağaç liflerinin yapışması önemli ölçüde gelişmiş, mekanik özellikler

eğilme direnci ve darbe direnci yüksek oranda iyileştirilmiştir. Yüksek sıcaklığa

direnç kabiliyetini ve yüzey kalitesini geliştiren Scona bağlayıcı ajanı su tutmayı da

oldukça azaltmıştır. Bu bağlayıcı ajan çeşitli monomerlerle işlevselleştirilen polar

olmayan polimerdir. Odun plastik kompozitlerde kullanılan bağlayıcılar modifiye

edilmiş maleik asit anhidrit polipropilen ve polietilendir. Bağlayıcının maleik asit

anhidrit grupları odun liflerinin OH gruplarıyla kimyasal kararlı bir bileşik

oluşturmak için reaksiyona girer. Böylece lifler polimer matrisi optimum seviyede

bünyesine katmış olur, ki bu durum bileşiğin hava koşullarına dayanımında ve

mekanik direncinde artış göstermesine sebep olur (BYK Additives & Instruments,

2017).

13

3. MATERYAL VE METOT

3.1. Materyal

Kompozit malzeme üretiminde Tetra Pak malzemelere eklenen plastik ve çeşitli

kimyasal eşleştirici maddeler şu şekilde sıralanmıştır; plastik malzeme (polietilen),

Kalsit, Borik Asit, Sodyum Perborat Tetrahidrat (SPT), Titanat, Asetik Asit, Maleik

Anhidrit Graft edilmiş Polietilen (MAPE), Viniltrietoksisilan (Silanil). Çalışmada

üretilen kompozit malzemede dolgu materyali, matris ve eşleştirici kimyasallar Şekil

3.1 „de gösterilmiştir.

Şekil 3.1. Üretilen kompozit malzeme içeriğinin şematik gösterimi

3.1.1. Tetra Pak (TP)

Polimerik malzeme kaplı atık kağıt ürünleri, kompozit malzeme kapı üretimi yapan

Burdur Naso firmasından temin edilmiştir. Küçük parçalar halinde temin edilen kağıt

ürünleri 1 mm‟lik elek açıklığına sahip öğütücü makinede parçalanarak üretime

uygun hale dönüştürülmüştür (Şekil 3.2). Polietilen, selüloz lifi ve alüminyum içeren

atık Tetra Pak malzemelerden farklı dolgu maddeleri ve eşleştirici kimyasallar içeren

14

reçetelerle örnekler oluşturulmuştur. Tez çalışmasında kullanılan atık kağıtlar

içerisinde Tekra Pak (TP) atığın yanı sıra kağıt bardak atıkları da az miktarda

bulunmaktadır.

(a) (b)

Şekil 3.2. Polimer malzemeler; a) öğütülmeden önce, b) öğütüldükten sonra

3.1.2. Polietilen (PE)

Polimer olarak kullanılan atık Yüksek Yoğunluklu Polietilen (YYPE) ticari

kaynaklardan temin edilmiştir. Polietilen kimyasallara karşı direnci olan işleme

sıcaklığı 150-250°C arasında değişen, alev geciktirici, düşük su emilimine sahip

olması ve esnekliği ile oldukça dayanıklı bir polimerdir. Özgül Ağırlığı: 0,92-0,96

kg/cm3,

Elastik Modülü: 1000-1500 Mpa‟dır. Ambalaj filmi, ev eşyası, plastik şişe

kapakları ve oyuncak gibi geniş kullanım alanlarına sahiptir (Koluman, 2018). Temin

edilmesi oldukça kolay ve ucuz bir malzeme olduğu için bu çalışmada atık Polietilen

tercih edilmiştir.

3.1.3. Dolgu maddeleri ve özellikleri

3.1.3.1. Kalsit

Bu çalışmada dolgu maddesi olarak kullanılan Kalsit (CaCO3), Kalsit; doğada

fazlaca bulunmakta, kağıt, boya ve plastik endüstrisinde dolgu malzemesi olarak

kullanılmaktadır. Özgül ağırlığı: 2,71 gr/cm3, sertliği 3‟tür. Kalsit‟in ana bileşeni

mermerdir. Endüstriyel bu mineral kristalleşmiş kalsiyum karbonattır (Yücetürk,

15

2010). Kullanım alanı olarak; plastikte, kalınlığın homojen olarak her yerde aynı

kalması avantajıyla dolgu maddesi olarak, dayanıklılık, yüksek sıcaklıklara karşı

dayanım, esneklik ve mukavemet özelliğiyle, boya sanayinde ise; su ve kimyasal

maddelere karşı boyanın dayanıklılığını arttırmak için dolgu maddesi olarak, kağıt

sektöründe; yağ emme özelliği sayesinde mürekkebin kurumasını hızlandırması,

kaliteli kağıt üretiminde ve diğer kullanım alanlarında da alevin yayılmasını önlemek

amacıyla tercih edilen bir maddedir (Şahin, 2008). Bu çalışmada kullanılan toz kalsit

maddesi ile üretilen kompozitlerde Kalsit‟in olumlu özelliklerinden faydalanmak

amaçlanmıştır. Bulunabilirliği, ucuz oluşu, takviye malzemesi ve polimer matris

arasını önemli ölçüde doldurabilecek hacme sahip olması sebebiyle tercih edilmiştir.

Kullanılan Kalsit ticari kaynaklardan temin edilmiştir.

3.1.3.2. Borik Asit

Borik Asit (H3BO3), yanıcı bir madde olmayıp alev geciktirici özelliğe sahiptir.

Kozmetik, deterjan, seramik, tekstil ve kimya sanayinde kullanılmaktadır (Eti Maden

İşletmeleri Genel Müdürlüğü, 2012). Borik asit; Bor‟un yüksek sıcaklıklarda su ile

reaksiyonu sonucu oluşur. Çizilmeye karşı koruma amaçlı seramik sanayinde

kullanılır (Çalık, 2018). Çalışmada sıcak pres altında üretilecek kompozit levhalar

üzerinde olası yanıkları engellemesi düşünülerek tercih edilmiştir. Kullanılan Borik

Asit Eti Maden İşletmelerinden temin edilmiştir. Partikül özellikleri -0.125 mm

(%45), kimyasal özellikleri B2O3 56.25 (56.80%), Equivalent H3BO3 99.92

(100.89% ), SO4 300 ppm max., Cl 5 ppm max., Fe 4 ppm max. şeklidendir.

3.1.3.3. Sodyum Perborat Tetrahidrat (SPT)

SPT (Sodyum Perborat Tetrahidrat / NaBO3.4H2O) beyaz renkli toz halinde ve 0,1-

1,0 mm tane boyutlarındadır. İlaç sanayinde, kozmetik sanayinde, bulaşık

makinelerinde kullanılmaktadır (Köroğlu vd., 2003). Kağıt hamuru beyazlaştırmada

kullanılan SPT, kompozit levhaların üzerinde oluşabilecek renk farklılıklarını

engellemek amaçlı kullanılmıştır. Kullanılan dolgu maddeleriyle takviye

malzemeleri arasındaki boşluklar doldurularak daha ekonomik ve sağlam bir

malzeme elde edilmiş olacaktır. Kullanılan SPT Eti Maden İşletmeleri‟nden temin

edilmiştir.

16

3.1.4. EĢleĢtirici kimyasallar ve özellikleri

3.1.4.1. Titanat

Eşleştirici kimyasal olarak kullanılan Titanat daha önceki çalışmalarda, miktarının

arttırılmasıyla birlikte eğilme dayanımını arttırmıştır. Genel olarak bağlayıcı ajanlar;

matris ve dolgu maddesi arasındaki etkileşimi sağladığı için kompozit üretiminde

kullanılır (Onuegbu vd., 2014). Titanat hidrofobikliği geliştirmekte ve hava

boşluklarını elimine etmektedir. Kullanılan Titanat ticari kaynaklardan temin

edilmiştir.

3.1.4.2. Maleik Anhidrit GraftlanmıĢ Polietilen (MAPE)

MAPE (Maleik Anhidrit Graft edilmiş Polietilen), uyum sağlayıcı olarak; Maleik

Anhidritle graftlanmış Polietilen (MAPE) (Licocene 4351; renk: beyaz, yumuşama

noktası: 123°C, asit değeri: 43 mg KOH/g) ve Polipropilen (MAPP) (Licomont AR

504; renk: sarı, yumuşama noktası: 156°C, asit değeri: 41 mg KOH/g) Clariant

firmasından ticari olarak temin edilmiştir. MAPE yüksek yoğunluklu polietilen ve lif

arasındaki arayüzey yapışmayı geliştirmek için uygulanmıştır. Kompozitlerin

mekanik direncinde artışa sebep olduğu belirtilmiştir. MAPE ile muamele edilen

kompozitler UV‟ye maruz bırakıldığında bozulma derecelerinin nispeten daha az

olduğu gözlemlenmiştir (Meshram, 2012). Kompozit özelliklerini geliştirmek ve

arayüzey yapışmayı sağlamak için bağlayıcı ajan olarak kullanılmıştır. Kullanılan

MAPE ticari kaynaklardan temin edilmiştir.

3.1.4.3. Silanil

Silanil (Viniltrietoksisilan C8H18O3Si) yüzey gerilimi ayarlama özelliğinden dolayı,

organik polimerlerle inorganik takviye malzemelerini birbirine bağlamada

kullanılmaktadır (Kalaycıoğlu, 2010). Trimetoksisilan‟ın hidrolizi, etanol üreten

trietoksisilandan daha çok çevreye zarar verir (Xie vd., 2010). Kullanılan eşleştirici

kimyasalların (coupling agents) üretilen kompozit malzemede lif-matris

bağlanmasını gerçekleştirerek mekanik özellikler, hidrofobiklik, yüzey pürüzsüzlüğü

17

gibi özelliklere katkı sağlaması amaçlanmıştır. Kullanılan Silanil, İstanbul BRB ST

Kimyasal Sanayi ve Ticaret Anonim Şirketi‟nden temin edilmiştir.

3.2. Metot

3.2.1. Kompozit levhaların üretimi

Tetra Pak (TP), Tetra Pak + plastik (PE), Tetra Pak + plastik (PE) + eşleştirici

kimyasal/dolgu maddesi şeklinde farklı gruplarda toplam 38 farklı reçete, Süleyman

Demirel Üniversitesi, Orman Fakültesi, Orman Endüstri Mühendisliği

laboratuvarında sıcak presde 200 bar basınçla, 170°C ısıda yaklaşık 10‟ar dk.

preslenerek 1x30x30 cm boyutlarında levhalar halinde üretilmiştir. Her bir reçete

için 1 adet levha basılmıştır. Kompozit levhaların karışım yüzdeleri Çizelge 3.1‟de

verilmiştir.

Çizelge 3.1. Kompozit levhaların reçeteleri

Kompozit Levha

Türleri ve Sayıları Tetra Pak (TP)

MAPE

(%)

Titanat

(%)

Silanil

(%)

Kalsit

(%)

Borik

Asit

(%)

SPT

(%)

1. TP 100 - - - - - -

2. TP+PE 90 + 10 - - - - - -

3. TP+PE+Kalsit 95 - - - 5 - -

4. TP+PE+Kalsit 85 - - - 15 - -

5. TP+PE+Kalsit 75 - - - 25 - -

6. TP+PE+Borik Asit 95 - - - - 5 -

7. TP+PE+Borik Asit 85 - - - - 15 -

8. TP+PE+Borik Asit 75 - - - - 25 -

9. TP+PE+SPT+(AA) 95 - - - - - 5

10. TP+PE+SPT+(AA) 85 - - - - - 15

11. TP+PE+SPT+(AA) 75 - - - - - 25

12. TP+PE+Titanat 100 3 - - - - -

13. TP+PE+Borik

Asit+Titanat 95 - 3 - - 5 -

14. TP+PE+Borik

Asit+Titanat 85 - 3 - - 15 -

15. TP+PE+Borik

Asit+Titanat 75 - 3 - - 25 -

16. TP+PE+Kalsit+Titanat 95 - 3 - 5 - -


18

Çizelge 3.1. Kompozit levhaların reçeteleri (Devam)

Kompozit Levha

Türleri ve Sayıları Tetra Pak (TP)

MAPE

(%)

Titanat

(%)

Silanil

(%)

Kalsit

(%)

Borik

Asit

(%)

SPT

(%)


19. TP+PE+SPT+(AA)+

Titanat 95 - 3 - - - 5

20. TP+PE+SPT+(AA)+

Titanat 85 - 3 - - - 15

21. TP+PE+Borik

Asit+MAPE 95 3 - - - 5 -

22. TP+PE+Borik

Asit+MAPE 85 3 - - - 15 -

23. TP+PE+Borik

Asit+MAPE 75 3 - - - 25 -

24. TP+PE+SPT+(AA)+

MAPE 95 3 - - - - 5

25. TP+PE+SPT+(AA)+

MAPE 85 3 - - - - 15

26. TP+PE+SPT+(AA)+

MAPE 75 3 - - - - 25

27. TP+PE+Kalsit+MAPE 95 3 - - 5 - -

28. TP+PE+Kalsit+MAPE 85 3 - - 15 - -

29. TP+PE+Kalsit+MAPE 75 3 - - 25 - -

30. TP+PE+Kalsit+Silanil 95 - - 3 5 - -



33. TP+PE+Borik

Asit+Silanil 95 - - 3 - 5 -

34. TP+PE+Borik

Asit+Silanil 85 - - 3 - 15 -

35. TP+PE+Borik

Asit+Silanil 75 - - 3 - 25 -

36.TP+PE+SPT+(AA)+

Silanil 95 - - 3 - - 5

37. TP+PE+SPT+(AA)+

Silanil 85 - - 3 - - 15

38. TP+PE+SPT+(AA)+

Silanil 75 - - 3 - - 25

Kompozit levhalar Çizelge 3.2‟de gösterilen koşullarda üretilmiştir.

Çizelge 3.2. Kompozit levhaların üretim koşulları

Pres sıcaklığı/Alt Pres-Üst Pres (°C) 160-170

Pres süresi (dakika) 10

Pres basıncı (bar) 200

Kalınlık (mm) 10

Levha boyutları (cm) 1x30x30

Parça küçültme işleminin ardından elde edilen malzeme kalıba yerleştirilerek sıcak

preste 170°C sıcaklıkta preslenmiştir. Plakalar halinde elde edilen kompozit

19

malzemelerin fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi için numuneler

hazırlanmıştır, su emme deneyi, mekanik deneyler, temas açısı deneyleri ve

termogravimetrik analiz (TGA) için uygun boyutlarda kesilmiştir. İlk üretilen

kompozit levhada, 630 g öğütülmüş Tetra Pak malzemeye yaklaşık 63 g gibi az bir

miktar plastik madde eklenmiştir. Daha sonra üretilen kompozit levhalarda

bağlanmayı sağlaması için %3 oranında eşleştirici kimyasal ve %5, %15, %25

oranlarında hacim vermesi için dolgu maddeleri ilave edilmiştir.

3.2.2. Su emme miktarı yüzde oranı

Su emme testleri ASTM D 1037 (Anonim, 1999) standardına göre yapılmış olup

örnekler 40x40x10 mm boyutlarında ebatlandırılmıştır. Kompozit levhaların su

emme testlerinde, ASTM D 1037 Standartlarında belirlenen esaslardan

yararlanılmıştır (Anonim, 1999). Örnekler 2 ve 24 saat saf suda bekletildikten sonra

± 0,01 g duyarlılıktaki hassas dijital terazide birimi gram olarak tartılıp boyutsal

yüzde değişimleri hesaplanmıştır. Kullanılan saf su her defasında değiştirilmiştir.

Örneklerin su emme miktarı aşağıdaki formülle hesaplanmıştır;

(3.1)

Burada,

SE: Örneklerinin su emme miktarı (%)

mson: Suda bekletildikten sonraki örnek ağırlığı (g)

milk: Örneklerin ilk ağırlığı (g)‟dır.

Fiziksel ve mekanik testlerin her biri için ortalama 10 adet numune kulanılmıştır.

3.2.3. Mekanik deneyler

Eğilme dayanımı ve elastiyet modülü tayini ASTM D 790 (Anonim, 2003)

standardına göre yapılmıştır. Örnekler 1x4x30 cm boyutlarında ebatlandırılmıştır.

Kompozit malzemelerden 38 adedi Süleyman Demirel Üniversitesi Orman Fakültesi

Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü Mekanik Test Laboratuvarında bulunan 5 ton

20

kapasiteli “Universal Test Cihazı” kullanılarak standartlara uygun olarak mekanik

özellikleri test edilmiştir. Şekil 3.3‟te mekanik test uygulaması gösterilmektedir.

Şekil 3.3. Eğilme dayanımı ve eğilmede elastikiyet modülü tayini

Eğilme dayanımı aşağıdaki formüle göre hesaplanmıştır.

(3.2)

Burada;

QE = (MOR) Eğilme dayanımı (N/mm2),

P = Kırılma anında uygulanan maksimum kuvvet (N),

L = Mesnetler arası mesafe (mm),

h = Örnek yüksekliği (mm),

b = Örnek genişliği (mm).

Eğilmede elastikiyet modülü aşağıdaki formüle göre hesaplanmıştır.

(3.3)

21

Burada,

E: Eğilmedeki elastikiyet modülü (N/mm²)

P: Elastikiyet sınırı altında tatbik edilen yük (N)

L: Dayanak noktaları arasındaki açıklık (mm)

b: Örnek genişliği (mm)

h: Örnek kalınlığı (mm)

f: Elastik bölgede P yüküne karşı örnekte meydana gelen deformasyondur (mm).

3.2.4. Temas açısı ölçümleri

Temas açısı deneyleri Süleyman Demirel Üniversitesi, Çevre Mühendisliği

Laboratuvarında, Attention cihazında TAPPI T558 om-97‟ye uygun olarak Sessile

Drop yöntemiyle yapılmıştır (Anonim, 1997). Kompozitlerin serbest yüzey enerjileri

ise, temas açısına bağlı olarak ASTM D5946 standart test metoduna göre

hesaplanmıştır (Anonim, 2017).

Temas açısı deneyinde Tetra Pak, Tetra Pak + plastik, Tetra Pak + plastik +

eşleştirici kimyasal/dolgu maddesi içeren kompozit çeşitleri; su, gliserol ve hekzan

kullanılarak ölçülmüştür. İlk olarak su ile kompozit örneklerin temas açısı

belirlenmiş ve bu ölçümlerde her bir örnek üzerine 10 damla su damlatılmıştır. Daha

sonra elde edilen veriler excel dosyasına aktarılmıştır. Su ile yapılan işlemler

sırasıyla gliserol ve hekzan kimyasalları ile de tekrarlanmıştır. Tetra Pak ve çeşitli

bileşenlerden oluşan kompozit türleri karşılaştırılarak yüzey özelliklerinde oluşan

değişimler ve yüzey gerilimleri analiz edilmiştir. Kompozit örneklerinin temas

açılarını ölçen cihaz Şekil 3.4ʼ de verilmiştir.

22

Şekil 3.4. Kompozit örneklerin temas açısı ölçümleri

Yüzey gerilimi ve temas açısı ölçümü Young eşitliğine göre aşağıdaki formülle

hesaplanmıştır.

(3.4)

Burada;

:Temas açısı,

:Gaz-katı arasındaki yüzey gerilimi

:Sıvı-katı yüzey gerilimi

:Gaz-sıvı yüzey gerilimini ifade etmektedir.

3.2.5. Termogravimetrik Analiz (TGA)

Termal Analiz (TGA) Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Bilimsel ve

Teknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi, FTIR-TGA/DTA-DSC Laboratuvarı‟nda

yapılmıştır. Kompozit malzemelerden 30 çeşidi bu deney için her biri 5 mg‟lık un

halinde hazırlanmış, TGA için uygun hale getirilmiştir. Örneklerin, termal bozunma

23

ve kütle kayıpları azot ortamında 10°C/dk, 15°C/dk, 20°C/dk ısıtma hızında Exstar

SII TG/DTA7200 model termal analiz cihazında yapılmıştır.

Termal analizler (TGA) için Perkin Elmer ( Model STA 6000) marka cihaz

kullanılmıştır. Test örnekleri 3-5 mg tartıldıktan sonra porselen kroze içerisine

konulup cihaza yerleştirilmiştir. Test sırasında sıcaklık oda sıcaklığından 500°C‟ye

kadar 10°C/dk oranında arttırılmıştır. Numuneler Alüminyum pan ile kaplandıktan

sonra cihaz içerisine yerleştirilmiştir. Test sırasında sıcaklık 250°C‟ye kadar 10°C/dk

oranında arttırılmıştır. Test sırasında azot gazı hızı 20 ml/dk olarak ayarlanmıştır.

3.2.6. Ġstatistik değerlendirme

Çalışmada kullanılan kontrol örnekleri, çeşitli eşleştirici kimyasallar bakımından

farklılıkları ve dolgu maddeleri eklenmiş kompozit gruplarının mekanik özellikleri

ile ilgili veriler Tek yönlü varyans analizi (One-Way Anova testi) ile

değerlendirilmiştir. Varyans analizinin normallik varsayımı mekanik özellikler

bakımından kompozit gruplarına göre Shapiro-Wilk testi ile, eşit varyanslılık

varsayımı ise Levene istatistiği ile denetlenmiştir. Varyans analizi sonucunda

mekanik özellikler bakımından kompozit grupları arasında P=0,05 anlamlılık

düzeyinde istatistik bakımdan anlamlı bir fark çıkması durumunda, farklı kompozit

gruplarının belirlenmesi için Post-Hoc (Çoklu karşılaştırma) testlerden Tamhane T2

testi kullanılmıştır.

Tek yönlü varyans analizi üç ya da daha fazla ortalamanın eşit olup olmadığını test

etmek amacıyla kullanılır. Bağımsız değişkenlerin kendi aralarında nasıl etkileşime

girdiklerini ve bu etkileşimlerin bağımlı değişken üzerindeki etkilerini analiz etmek

için Tek yönlü varyans analizi kullanılır (Tonta, 2008).

24

4. ARAġTIRMA BULGULARI VE TARTIġMA

Kompozit malzemelerin mobilya endüstrisinde, inşaat sektöründe, iç ve dış

mekanlarda çok geniş bir kullanım yelpazesi vardır. Bu ürünlerin özellikleri, takviye

elemanın fiziksel şekli, kullanılan matrisin cinsi ve miktarı, su ve yangına karşı

dayanımı artırmak, ayrıca çeşitli çevresel etkilere karşı direnci arttırmak amacıyla

eklenen maddeler ile geliştirilebilir. İçine eşleştirici kimyasal ve mineral madde

katılmamış olan sadece Tetra Pak‟tan üretilen kompozit malzemenin yoğunluğu 0,60

gr/cm3

ile üretilen kompozitler arasında en düşük değeri, Tetra Pak malzemeye

eşleştirici kimyasal olarak Titanat eklenen kompozit malzemenin yoğunluğu ise 1,66

gr/cm3 ile en yüksek değeri göstermiştir. Diğer taraftan matris malzeme olarak

kullanılan polietilen, plastik malzemelerin yoğunluklarının düşük olması ve aynı

zamanda malzemeler arası bağlayıcı rol üstlenmeleri sebebiyle bu çalışmada tercih

edilmiştir. Adhikary vd. (2008), çalışmada %47 oranında yüksek yoğunluklu

polietilen (HDPE), %50 oranında odun unu ve %3 oranında bağlayıcı ajan olarak

maleik anhidrit graft edilmiş polipropilen (MAPP) kullanarak oluşturdukları

kompozit örneklerinde yoğunluğu 1,042 gr/cm3 olarak bulmuşlardır. Topbaşlı

(2013)'ya göre muz kabuğu ve kızılçam yongalarından üretilen levhaların

yoğunlukları 0,65 gr/cm3 olarak belirlenmiştir. Bu tezde üretilen atık kağıt

kompozitlerin orta yoğunluklu yonga levhalar ile benzer yoğunluklara sahip

oldukları söylenebilir. Bu nedenle orta yoğunluklu yonga levhaların kullanım

alanlarında alternatif malzeme olarak tercih edilebilirler.

Tez çalışmasında üretilen kompozit malzemeler masif bir ağaç malzeme yoğunluğu

ile karşılaştırıldıklarında ise yaklaşık aynı değerleri vermiş oldukları

gözlemlenmiştir. Sarıçam türünün hava kurusu yoğunluğu ortalama olarak 0,57

gr/cm3, Doğu Kayını‟nın hava kurusu yoğunluğu ise 0,67 gr/cm

3 civarındadır (Atar,

2007). Kullanılan dolgu maddelerinin oranlarında yapılacak değişikliklerle masif

malzemelerden daha az yoğunluğa sahip kağıt kompozitler üretilebileceği

düşünülmektedir.

25

4.1. Su Emme Deneyi Bulguları

Kompozit levhalardan ilk hazırlanan örnek sadece Tetra Pak malzemeden oluşmakta

ve 4x4 cm boyutlarında 1 cm kalınlığındadır. Su emme deneyleri için kullanılan

kompozit malzeme örnekleri Şekil 4.1.‟de verilmiştir.

Şekil 4.1. Su emme deneyi

Kompozit çeşidi Tetra Pak olarak adlandırılan bu levhadan 8 adet 4x4x1 cm

boyutlarındaki örneklerin 2 ve 24 saat sonundaki boyutsal değişim yüzdeleri

ortalamaları aşağıdaki Çizelge 4.1‟de gösterilmiştir.

Çizelge 4.1. Tetra Pak kompozit örneklerinin su emme test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)

2 Saat Sonunda Boyutsal

Değişim % (Ortalama)



Tetra Pak 0,60 2,67 5,90

Kompozit malzemelerden ikinci olarak hazırlanan örneğe birinciden farklı olarak

plastik malzeme eklenmiştir. Örneğin toplam ağırlığı 630 g‟dır. İçerisinde

yaklaşık %10‟luk (63 g) plastik madde bulunmaktadır. 15 adet 4x4x1 cm

boyutlarındaki örneklerin yoğunluk ortalamaları, su emme boyutsal değişim

yüzdeleri ortalamaları Çizelge 4.2‟de gösterilmiştir.

26

Çizelge 4.2. Tetra Pak + Plastik (PE) kompozit örneklerinin su emme test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)





Tetra Pak

+

Plastik

0,64 1,94 5,55

Tetra Pak + Plastik + İnorganik madde olarak hazırlanan reçeteyle oluşturulan

kompozit malzemelerin ilkinde kullanılan inorganik madde Kalsit (CaCO3)‟tir.

Toplamda 630 g Tetra Pak + PE malzemeye eklenen %5 (31 g), %15 (94 g) ve %25

(157 g) oranlarındaki Kalsit‟li örneklerden 5‟er tane 4x4 cm‟lik parçalar su emme

testi için hazırlanmış ve su emme yüzdeleri Çizelge 4.3‟te gösterilmiştir.

Çizelge 4.3. Tetra Pak + PE + Kalsit kompozit örneklerinin su emme test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)





%5 Kalsitli 0,70 2,27 6,13

%15 Kalsitli 0,75 4,49 4,39

%25 Kalsitli 0,91 1,89 4,03

Tetra Pak + Plastik + İnorganik madde olarak hazırlanan diğer kompozit malzeme

çeşidinde inorganik madde olarak Borik Asit (H3BO3) kullanılmıştır. Toplamda 630

g Tetra Pak + Plastik malzemeye eklenen %5 (31 g), %15 (94 g) ve %25 (157 g)

oranlarındaki Borik Asit‟li örneklerden 5‟er tane 4x4 cm‟lik parçalar su emme testi

için hazırlanmış ve sonuçları Çizelge 4.4‟te gösterilmiştir.

Çizelge 4.4. Tetra Pak + PE + Borik Asit kompozit örneklerinin su emme test

sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)





%5 Borik

Asitli 0,68 1,72 4,77

%15 Borik

Asitli 0,56 2,03 2,64

%25 Borik

Asitli 0,74 1,45 3,69

27


çeşidinde inorganik madde olarak SPT (Sodyum Perborat Tetrahidrat / NaBO3.4

H2O) ve 100 ml‟lik Asetik Asit çözeltisi eklenmiş; toplamda 630 g Tetra Pak +

Plastik malzemeye eklenen %5 (31 g), %15 (94 g) ve %25 (157 g) oranlarındaki

SPT‟li örneklerden 5‟er tane 4x4 cm‟lik parçalar su emme testi için hazırlanmış ve

sonuçları Çizelge 4.5‟te gösterilmiştir.

Çizelge 4.5. Tetra Pak + PE + SPT kompozit örneklerinin su emme test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)





%5 SPT 0,70 3,43 4,28

%15 SPT 0,70 1,69 2,23

%25 SPT 0,34 2,34 0,02

Eklenen dolgu maddeleri kağıt kompozitlerin su alma ve boyutsal değişimlerini

etkilemiştir. SPT sıcaklık ve basınç altında Asetik Asit‟in katalizlemesi sonucu H2O2

(Hidrojen peroksit), HO (Hidroksil) radikali HOO⁻ (Hidroperoksil) anyonu

oluşturabilmektedir. Bu maddeler de eşleştirici gibi hareket ederek reaksiyon

verebilirler. SPT ve Borik Asit boyutsal kararlılık sağlayabilmektedir.

Tetra Pak + Plastik + Eşleştirici kimyasal madde olarak hazırlanan farklı kompozit

malzeme çeşidinde eşleştirici kimyasal madde olarak %3‟lük Titanat kullanılmıştır.

Toplam ağırlığı 630 g olan Tetra Pak + Plastik karışımına 18 g Titanat eklenmiştir.

Titanat‟lı örneklerden 5‟er tane 4x4 cm‟lik parçalar su emme testi için hazırlanmış ve

sonuçları Çizelge 4.6‟da gösterilmiştir.

Çizelge 4.6. Tetra Pak + PE + Titanat kompozit örneklerinin su emme test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)





Tetra Pak +

Plastik + %3

Titanat

1,66

0,66

4,00

Tetra Pak + Plastik + İnorganik madde + Eşleştirici kimyasal madde reçetesiyle

hazırlanan kompozit malzemede inorganik madde olarak %5 Borik Asit, eşleştirici

kimyasal olarak %3 Titanat eklenmiştir. Toplamda 0,630 kg Tetra Pak + Plastik

28

malzemeye %5 (31 g), %15 (94 g), %25 (157 g) Borik Asit ve %3 (18 g) Titanat

eklenmiştir. Borik Asit + Titanat‟lı örneklerden 5‟er tane 4x4 cm‟lik parçalar su

emme testi için hazırlanmış ve sonuçları Çizelge 4.7‟de gösterilmiştir.

Çizelge 4.7. Tetra Pak + PE + Borik Asit + Titanat kompozit örneklerinin su emme

test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)





%5 Borik

Asit + %3

Titanat

0,65 2,68 5,29

%15 Borik

Asit + %3

Titanat

0,70 3,82 4,52

%25 Borik

Asit + %3

Titanat

0,81 1,51 2,86


hazırlanan kompozit malzemede inorganik madde olarak %5 (31 g), %15 (94

g), %25 (157 g) Kalsit, eşleştirici kimyasal olarak %3 (18 g) Titanat eklenmiştir.

Kalsit + Titanat‟lı örneklerden 5‟er tane 4x4 cm‟lik parçalar su emme testi için

hazırlanmış ve sonuçları Çizelge 4.8‟de gösterilmiştir

Çizelge 4.8. Tetra Pak + PE + Kalsit + Titanat kompozit örneklerinin su emme test

sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)





%5 Kalsit

+ %3 Titanat 0,77 0,69 2,99

%15 Kalsit

+ %3 Titanat 0,80 1,87 5,27

%25 Kalsit

+ %3 Titanat 0,90 3,85 5,44


hazırlanan kompozit malzemede inorganik madde olarak SPT ve Asetik Asit

çözeltisi, eşleştirici kimyasal madde olarak Titanat eklenmiştir. Toplam ağırlığı 630

g olan Tetra Pak + Plastik karışımına %5 (31 g), %15 (94 g) SPT + Asetik Asit

29

ve %3 (18 g) Titanat ilave edilmiştir. SPT + Asetik Asit + Titanat‟lı örneklerden 5‟er

tane 4x4 cm‟lik parçalar su emme testi için hazırlanmış ve sonuçları Çizelge 4.9‟da

gösterilmiştir.

Çizelge 4.9. Tetra Pak + PE + SPT + Titanat kompozit örneklerinin su emme test

sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)





%5 SPT +

AA + %3

Titanat

0,63 2,11 2,92

%15 SPT +

AA + %3

Titanat

0,65 0,70 -0,68



kimyasal olarak %3 MAPE; Maleik Anhidrit Graft edilmiş Polietilen eklenmiştir.

Toplamda 0,630 kg Tetra Pak + Plastik malzemeye %5 (31 g), %15 (94 g), %25 (157

g) Borik Asit ve %3 (18 g) MAPE eklenmiştir. Borik Asit + MAPE‟li örneklerden

5‟er tane 4x4 cm‟lik parçalar su emme testi için hazırlanmış ve test sonuçları Çizelge

4.10‟da gösterilmiştir.

Çizelge 4.10. Tetra Pak + PE + Borik Asit + MAPE kompozit malzeme örneklerinin

su emme test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)





%5 BA + %3

MAPE 0,59 2,64 3,74

%15 BA

+ %3 MAPE 0,63 1,63 4,92

%25 BA

+ %3 MAPE 0,68 0,84 3,77


hazırlanan kompozit malzemede inorganik madde olarak %5 SPT (Sodyum Perborat

Tetrahidrat / NaBO3.4H2O) ve 100 ml Asetik Asit çözeltisi, eşleştirici kimyasal

olarak %3 MAPE; Maleik Anhidrit Graft edilmiş Polietilen eklenmiştir. Toplamda

0,630 kg Tetra Pak + Plastik malzemeye %5 (31 g), %15 (94 g), %25 (157 g) SPT

30

ve %3 (18 g) MAPE eklenmiştir. SPT + AA + MAPE‟li örneklerden 5‟er tane 4x4

cm‟lik parçalar su emme testi için hazırlanmış ve test sonuçları Çizelge 4.11‟de

gösterilmiştir.

Çizelge 4.11. Tetra Pak + PE + SPT + AA + MAPE kompozit malzeme örneklerinin

su emme test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)





%5 SPT + AA

+ %3 MAPE 0,68 4,07 3,36

%15 SPT + AA

+ %3 MAPE 0,66 0,19 1,06

%25 SPT + AA

+ %3 MAPE 0,70 0,08 -0,04


hazırlanan kompozit malzemede inorganik madde olarak; Kalsit (CaCO3), eşleştirici



g) Kalsit ve %3 (18 g) MAPE eklenmiştir. Kalsit + MAPE‟li örneklerden 5‟er tane

4x4 cm‟lik parçalar su emme testi için hazırlanmış ve test sonuçları Çizelge 4.12‟de

gösterilmiştir.

Çizelge 4.12. Tetra Pak + PE + Kalsit + MAPE kompozit malzeme örneklerinin su

emme test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)





%5 Kalsit

+ %3 MAPE 0,65 -0,00 4,18

%15 Kalsit

+ %3 MAPE 0,62 0,94 3,73

%25 Kalsit

+ %3 MAPE 0,69 0,34 5,28



kimyasal olarak %3 Silanil; Viniltrietoksisilan C8H18O3Si eklenmiştir. Toplamda

0,630 kg Tetra Pak + Plastik malzemeye %5 (31 g), %15 (94 g), %25 (157 g) Kalsit

ve %3 (18 g) Silanil eklenmiştir.

31

Kalsit + Silanil‟li örneklerden 5‟er tane 4x4 cm‟lik parçalar su emme testi için

hazırlanmıştır. Su emme test sonuçları Çizelge 4.13‟te gösterilmiştir.

Çizelge 4.13. Tetra Pak + PE + Kalsit + SİLANİL kompozit malzeme örneklerinin su

emme test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)





%5 Kalsit + %3

SİLANİL 0,64 1,67 3,47

%15 Kalsit

+ %3 SİLANİL 0,71 4,91 1,91

%25 Kalsit

+ %3 SİLANİL 0,64 0,27 1,47


hazırlanan kompozit malzemede inorganik madde olarak; Borik Asit (H3BO3),

eşleştirici kimyasal olarak %3 SİLANİL; Viniltrietoksisilan C8H18O3Si eklenmiştir.


g) Borik Asit ve %3 (18 g) SİLANİL eklenmiştir. Borik Asit + SİLANİL‟li

örneklerden 5‟er tane 4x4 cm‟lik parçalar su alma testi için hazırlanmıştır. Su emme

test sonuçları Çizelge 4.14‟te gösterilmiştir.

Çizelge 4.14. Tetra Pak + PE + Borik Asit + SİLANİL kompozit malzeme

örneklerinin su emme test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)





%5 BA + %3

SİLANİL 0,60 2,27 2,90

%15 BA + %3

SİLANİL 0,57 1,77 4,76

%25 BA + %3

SİLANİL 0,60 1,90 3,68




olarak %3 SİLANİL; Viniltrietoksisilan C8H18O3Si eklenmiştir. Toplamda 0,630 kg

Tetra Pak + Plastik malzemeye %5 (31 g), %15 (94 g), %25 (157 g) SPT ve %3 (18

g) SİLANİL Viniltrietoksisilan C8H18O3Si eklenmiştir.

32

SPT + AA + SİLANİL‟li örneklerden 5‟er tane 4x4 cm‟lik parçalar su emme testi

için hazırlanmış ve test sonuçları Çizelge 4.15‟te gösterilmiştir.

Çizelge 4.15. Tetra Pak + PE + SPT + AA + SİLANİL kompozit malzeme

örneklerinin su emme test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)





%5 SPT +

AA + %3

SİLANİL

0,53 1,59 2,34

%15 SPT +

AA + %3

SİLANİL

0,65 2,51 63,66

%25 SPT +

AA + %3

SİLANİL

0,63 -3,88 79,84

2 saatlik su emme deneyi sonunda en düşük boyutsal değişim yüzdesi; 0,630 kg

Tetra Pak + Plastik malzemeye %5 (31 g) Kalsit ve %3 (18 g) MAPE eklenen

örnekte gözlemlenmiştir. Bu örnekte neredeyse hiç değişim olmamıştır. Bu durum

MAPE‟nin iyi bir bağlanma gerçekleştirerek aralarda oluşabilecek hava ve suyu

barındırmamasından kaynaklı olduğu söylenebilir. Literatürdeki benzer kompozit

örnekleri için de uyum sağlayıcı ajan olarak kullanılan Maleik Anhidridle

Kraftlanmış Polietilen‟in kompozite hidrofob özellik kazandırdığı söylenebilir. 2

saatlik su emme deneyi sonunda en yüksek boyutsal değişim yüzdesi; toplamda

0,630 kg Tetra Pak + Plastik malzemeye %15 (94 g), Kalsit ve %3 (18 g) Silanil

eklenen örnekte gözlemlenmiştir. 24 saat suda bekletme sonunda en düşük boyutsal

değişim yüzdesi; toplamda 630 g Tetra Pak + Plastik malzemeye %25 (157 g)

oranında SPT eklenen örnekte gözlemlenmiştir. 24 saatlik su emme deneyi sonunda

en yüksek boyutsal değişim yüzdesi; toplamda 0,630 kg Tetra Pak + Plastik

malzemeye %25 (157 g) SPT ve %3 (18 g) Silanil Viniltrietoksisilan (C8H18O3Si)

eklenen örnekte gözlemlenmiştir. SPT ve AA reaksiyona girme yeteneğini arttırmak

için birlikte kullanılmışlardır. Fakat AA oranı daha düşük tutulduğu takdirde daha

istenilen sonuçlar çıkacağı düşünülmektedir.

33

4.2. Mekanik Test Bulguları ve Ġstatistiksel Değerlendirilmesi

Kompozit levhalardan ilk hazırlanan örnek sadece Tetra Pak malzemeden oluşmakta

ve 35x31 cm boyutlarında, 1 cm kalınlığında ve 0,7595 kg ağırlığındadır. Kompozit

çeşidi, Tetra Pak olarak adlandırılan bu levhadan 1x4x30 cm boyutlarında 2 adet

örneğin eğilme dayanımı ve elastikiyet modülü hesaplamaları Çizelge 4.16‟da

gösterilmiştir.

Çizelge 4.16. Tetra Pak kompozit malzeme örneklerinin mekanik test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)

Eğilme Dayanımı

(MOR) (N/mm2)

Ortalama

Elastikiyet Modülü

(MOE) (N/mm2)

Ortalama

Tetra Pak 0,60 11,73

(11,70)

4675,22

(3913,71) * Parantez içinde verilerin standart sapması gösterilmiştir.

Kompozit malzemelerden ikinci olarak hazırlanan örneğe birinciden farklı olarak

plastik malzeme eklenmiştir. Örneğin toplam ağırlığı 630 g‟dır. İçerisinde az

miktarda plastik madde bulunmaktadır. Kompozit çeşidi, Tetra Pak + Plastik (PE)

olarak adlandırılan bu levhadan 1x4x30 cm boyutlarında 10 adet örneğin eğilme

dayanımı ve elastikiyet modülü hesaplamaları Çizelge 4.17‟de gösterilmiştir.

Çizelge 4.17. Tetra Pak + PE kompozit malzeme örneklerinin mekanik test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)

Eğilme Dayanımı

(MOR) (N/mm2)

Ortalama


(MOE) (N/mm2)

Ortalama

Tetra Pak +

Plastik 0,64

14,39

(2,57)

7423,03


Tetra Pak + Plastik + İnorganik madde olarak hazırlanan reçeteyle oluşturulan

kompozit malzemelerin ilkinde kullanılan inorganik madde Kalsit (CaCO3)‟tir.

Toplamda 630 g Tetra Pak + plastik malzemeye eklenen %5 (31 g), %15 (94 g)

ve %25 (157 g) oranlarındaki Kalsit‟li örneklerden 4‟er tane 1x4x30 cm boyutlarında

hazırlanan örnekler eğilme dayanımı testine tabi tutulmuş ve sonuçları Çizelge

4.18‟de gösterilmiştir.

34

Çizelge 4.18. Tetra Pak + PE + Kalsit kompozit örneklerinin mekanik test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)

Eğilme Dayanımı

(MOR) (N/mm2)

Ortalama


(MOE) (N/mm2)

Ortalama

%5 Kalsitli 0,70 13,57

(4,64)

588,57

(157,86)

%15 Kalsitli 0,75 11,05

(6,80)

440,18

(281,79)

%25 Kalsitli 0,91 9,43

(4,35)

375,28



çeşidinde inorganik madde olarak Borik Asit (H3BO3) kullanılmıştır. Toplamda 630

g Tetra Pak + Plastik malzemeye eklenen %5 (31 g), %15 (94 g) ve %25 (157 g)

oranlarındaki Borik Asit‟li örneklerden 4‟er tane 1x4x30 cm boyutlarında hazırlanan

örnekler direnç testlerine tabi tutulmuş ve sonuçları Çizelge 4.19‟da gösterilmiştir.

Çizelge 4.19. Tetra Pak + PE + Borik Asit kompozit örneklerinin mekanik test

sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)

Eğilme Dayanımı

(MOR) (N/mm2)

Ortalama


(MOE) (N/mm2)

Ortalama

%5 Borik Asitli 0,68 10,67

(2,68)

371,44

(164,17)


(4,11)

812,74

(579,64)


(2,38)

371,67



çeşidinde inorganik madde olarak SPT (Sodyum Perborat Tetrahidrat /

NaBO3.4H2O) ile 100 ml‟lik Asetik Asit sulu çözeltisi eklenmiş; toplamda 630 g

Tetra Pak + Plastik malzemeye eklenen %5 (31 g), %15 (94 g) ve %25 (157 g)

oranlarındaki SPT‟li örneklerden 4‟er tane 1x4x30 cm boyutlarında hazırlanan

örnekler eğilme dayanımı testine tabi tutulmuş ve sonuçları Çizelge 4.20‟de

gösterilmiştir.

35

Çizelge 4.20. Tetra Pak + PE + SPT örneklerinin mekanik test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)

Eğilme Dayanımı

(MOR) (N/mm2)

Ortalama


(MOE) (N/mm2)

Ortalama

%5 SPT 0,70 12,36

(3,20)

494,48

(194,25)

%15 SPT 0,70 7,269

(0,76)

456,83

(23,99)

%25 SPT 0,34 3,00

(0,21)

1783,03


Tetra Pak + Plastik + Eşleştirici kimyasal madde olarak hazırlanan farklı kompozit

malzeme çeşidinde eşleştirici kimyasal madde olarak %3‟lük Titanat kullanılmıştır.

Toplam ağırlığı 630 g olan Tetra Pak + Plastik karışımına 18 g Titanat eklenmiştir.

Titanat‟lı örnekler 4‟er tane 1x4x30 cm boyutlarında hazırlanmış direnç testlerine

tabi tutulmuş ve sonuçları Çizelge 4.21‟de gösterilmiştir.

Çizelge 4.21. Tetra Pak + PE + Titanat kompozit malzeme örneklerinin mekanik test

sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)

Eğilme Dayanımı

(MOR) (N/mm2)

Ortalama


(MOE) (N/mm2)

Ortalama

Tetra Pak +

Titanat 1,66

8,89

(2,86)

435,41




kimyasal olarak %3 Titanat eklenmiştir. 0,630 kg Tetra Pak + Plastik malzemeye %5

(31 g), %15 (94 g), %25 (157 g) Borik Asit ve %3 (18 g) Titanat eklenmiştir. Borik

Asit + Titanat‟lı örnekler 4‟er tane 1x4x30 cm boyutlarında hazırlanmış direnç

testlerine tabi tutulmuş ve sonuçları Çizelge 4.22‟de gösterilmiştir.

36

Çizelge 4.22. Tetra Pak + PE + Borik Asit + Titanat kompozit malzeme örneklerinin

mekanik test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)

Eğilme Dayanımı

(MOR) (N/mm2)

Ortalama


(MOE) (N/mm2)

Ortalama

%5 Borik Asit

+ %3 Titanat 0,65

5,66

(2,71)

645,20

(842,78)

%15 Borik Asit

+ %3 Titanat 0,70

6,95

(3,83)

9432,44

(15888,59)

%25 Borik Asit

+ %3 Titanat 0,81 4,94

(0,74)

150,45



hazırlanan kompozit malzemede inorganik madde olarak %5 (31 g), %15 (94

g), %25 (157 g) Kalsit, eşleştirici kimyasal olarak %3 (18 g) Titanat eklenmiştir.

Kalsit + Titanat‟lı örnekler 4‟er tane 1x4x30 cm boyutlarında hazırlanmış direnç

testlerine tabi tutulmuş ve sonuçları Çizelge 4.23‟te gösterilmiştir.

Çizelge 4.23. Tetra Pak + PE + Kalsit + Titanat kompozit malzeme örneklerinin


Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)

Eğilme Dayanımı

(MOR) (N/mm2)

Ortalama


(MOE) (N/mm2)

Ortalama

%5 Kalsit

+ %3 Titanat 0,77

7,61

(2,84)

289,90

(193,63)

%15 Kalsit + %3

Titanat 0,80

8,46

(2,25)

380,86

(224,74)

%25 Kalsit + %3

Titanat 0,90 7,74

(2,41)

300,75



hazırlanan kompozit malzemede inorganik madde olarak SPT + Asetik Asit,

eşleştirici kimyasal madde olarak Titanat eklenmiştir. Toplam ağırlığı 630 g olan

Tetra Pak + Plastik karışımına %5 (31 g), %15 (94 g) SPT + Asetik Asit ve %3 (18

g) Titanat ilave edilmiştir. SPT + Asetik Asit + Titanat‟lı örnekler, 4‟er tane 1x4x30

cm boyutlarında hazırlanmış direnç testlerine tabi tutulmuş ve sonuçları Çizelge

4.24‟te gösterilmiştir.

37

Çizelge 4.24. Tetra Pak + PE + SPT + Titanat kompozit malzeme örneklerinin


Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)

Eğilme Dayanımı

(MOR) (N/mm2)

Ortalama


(MOE) (N/mm2)

Ortalama

%5 SPT +

AA + %3

Titanat

0,63 8,92

(1,24)

582,93

(89,14)

%15 SPT +

AA + %3

Titanat

0,65 4,77

(1,32)

378,09

(155,61)

* Parantez içinde verilerin standart sapması gösterilmiştir.




0,630 kg Tetra Pak + Plastik malzemeye %5 (31 g), %15 (94 g), %25 (157 g) Borik

Asit ve %3 (18 g) MAPE eklenmiştir. Borik Asit + MAPE‟li örnekler, 4‟er tane

1x4x30 cm boyutlarında hazırlanmış ve direnç testlerine tabi tutulmuştur. Mekanik

test sonuçları Çizelge 4.25‟te gösterilmiştir.

Çizelge 4.25. Tetra Pak + PE + Borik Asit + MAPE kompozit malzeme örneklerinin


Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)

Eğilme Dayanımı

(MOR) (N/mm2)

Ortalama


(MOE) (N/mm2)

Ortalama

%5 BA + %3

MAPE 0,59

6,59

(1,42)

4123,73

(1677,14)

%15 BA + %3

MAPE 0,63

5,39

(1,42)

3245,25

(2020,49)

%25 BA + %3

MAPE 0,68 - -




Tetrahidrat/NaBO3.4H2O) ve 100 ml Asetik Asit çözeltisi, eşleştirici kimyasal

olarak %3 MAPE; Maleik Anhidrit Graft edilmiş Polietilen eklenmiştir. Toplamda

0,630 kg Tetra Pak + Plastik malzemeye %5 (31 g), %15 (94 g), %25 (157 g) SPT

ve %3 (18 g) MAPE eklenmiştir. SPT + AA + MAPE‟li örnekler, 4‟er tane 1x4x30

38

cm boyutlarında hazırlanmış direnç testlerine tabi tutulmuştur ve test sonuçları

Çizelge 4.26‟da gösterilmiştir.

Çizelge 4.26. Tetra Pak + PE + SPT + AA + MAPE kompozit malzeme örneklerinin


Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)

Eğilme Dayanımı

(MOR) (N/mm2)

Ortalama


(MOE) (N/mm2)

Ortalama

%5 SPT + AA

+ %3 MAPE 0,68

6,16

(1,23)

3185,07

(1460,44)

%15 SPT + AA

+ %3 MAPE 0,66

6,08

(0,01)

1197,51

(486,85)

%25 SPT + AA

+ %3 MAPE 0,70

7,03

(6,52)

1049,00






g) Kalsit ve %3 (18 g) MAPE eklenmiştir. Kalsit + MAPE‟li örneklerden 4‟er tane

1x4x30 cm boyutlarında hazırlanan kompozitler direnç testlerine tabi tutulmuştur.

Mekanik test sonuçları Çizelge 4.27‟de gösterilmiştir.

Çizelge 4.27. Tetra Pak + PE + Kalsit + MAPE kompozit malzeme örneklerinin


Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)

Eğilme Dayanımı

(MOR) (N/mm2)

Ortalama


(MOE) (N/mm2)

Ortalama

%5 Kalsit

+ %3 MAPE 0,65

4,053

(-)

1089,24

(-)

%15 Kalsit

+ %3 MAPE 0,62

5,76

(1,4254)

2743,28

(1473,72)

%25 Kalsit

+ %3 MAPE 0,69

6,54

(1,40)

4860,88




kimyasal olarak %3 SİLANİL; Viniltrietoksisilan C8H18O3Si eklenmiştir. Toplamda

39

0,630 kg Tetra Pak + Plastik malzemeye %5 (31 g), %15 (94 g), %25 (157 g) Kalsit

ve %3 (18 g) SİLANİL eklenmiştir. Kalsit + SİLANİL‟li örnekler 4‟er tane 1x4x30

cm boyutlarında hazırlanmış direnç testlerine tabi tutulmuştur ve mekanik test

sonuçları Çizelge 4.28‟de gösterilmiştir.

Çizelge 4.28. Tetra Pak + PE + Kalsit + SİLANİL kompozit malzeme örneklerinin


Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)

Eğilme Dayanımı

(MOR) (N/mm2)

Ortalama


(MOE) (N/mm2)

Ortalama

%5 Kalsit + %3

SİLANİL 0,64

7,60

(1,77)

5137,84

(1395,33)

%15 Kalsit + %3

SİLANİL 0,71

770,07

(557,77)

2327,67

(2381,56)

%25 Kalsit + %3

SİLANİL 0,64

8,66

(3,04)

3219,19



hazırlanan kompozit malzemede inorganik madde olarak; Borik Asit (H3BO3),

eşleştirici kimyasal olarak %3 SİLANİL; Viniltrietoksisilan C8H18O3Si eklenmiştir.


g) Borik Asit ve %3 (18 g) SİLANİL eklenmiştir. Borik Asit + SİLANİL‟li örnekler

4‟er tane 1x4x30 cm boyutlarında hazırlanmış ve direnç testlerine tabi tutulmuştur.

Mekanik test sonuçları Çizelge 4.29‟da gösterilmiştir.

Çizelge 4.29. Tetra Pak + PE + Borik Asit + SİLANİL kompozit malzeme

örneklerinin mekanik test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)

Eğilme Dayanımı

(MOR) (N/mm2)

Ortalama


(MOE) (N/mm2)

Ortalama

%5 BA + %3

SİLANİL 0,60 - -

%15 BA + %3

SİLANİL 0,57

8,38

(2,11)

2205,80

(748,62)

%25 BA + %3

SİLANİL 0,60

7,12

(2,75)

2241,82


40




olarak %3 SİLANİL; Viniltrietoksisilan C8H18O3Si eklenmiştir. Toplamda 0,630 kg

Tetra Pak + Plastik malzemeye %5 (31 g), %15 (94 g), %25 (157 g) SPT ve %3 (18

g) SİLANİL Viniltrietoksisilan C8H18O3Si eklenmiştir. SPT + AA + SİLANİL‟li

örnekler 4‟er tane 1x4x30 cm boyutlarında hazırlanmış direnç testlerine tabi

tutulmuştur ve test sonuçları Çizelge 4.30‟da gösterilmiştir.

Çizelge 4.30. Tetra Pak + PE + SPT + AA + SİLANİL kompozit malzeme

örneklerinin mekanik test sonuçları

Kompozit

Çeşidi

Ortalama d

(g/cm3)

Eğilme Dayanımı

(MOR) (N/mm2)

Ortalama


(MOE) (N/mm2)

Ortalama

%5 SPT + AA

+ %3 SİLANİL 0,53

310,13

(600,65)

1576,44

(3142,60)

%15 SPT + AA

+ %3 SİLANİL 0,65

3,29

(1,14) -

%25 SPT + AA

+ %3 SİLANİL 0,63 - -


Çalışmada üretilen kompozit levhaların bazı gruplarının; gerek örnek sayısının az

oluşu gerek normal dağılış göstermemeleri, gerekse aşırı uç değerlerin olması

dolayısıyla; eğilme dayanımı (direnci) ve elastikiyet modülü değerleri analizden

çıkarılmıştır.

Malzemelerde mekanik özelliklerden olan elastikiyet modülü, gerilme ile

deformasyon miktarı arasındaki ilişkidir. Bir malzemenin elastikiyet özelliği ne

kadar fazla ise gerilme karşısında uğradığı deformasyon miktarı o kadar azdır. Ağaç

türleri; elastikiyet modülü 6.000 N/mm2‟nin altında olanlar çok küçük sınıfa, 16.000

N/mm2‟nin üstünde olanlar çok büyük sınıfa ve elastikiyet modülü 10.000-13.000

N/mm2

olanlar ise orta sınıf elastikiyet modülüne sahip olanlar şeklinde

ayrılmaktadırlar. Ağaç malzemenin eğilmeye karşı gösterdiği direnç bakımından

sınıflandırılmasında ise; 50 N/mm2‟nin altında olanlar en küçük sınıf, 175

41

N/mm2‟den büyük olanlar çok büyük sınıf olarak ayrılmışlardır (Erdin ve Bozkurt,

2013).

Atık kağıtlardan oluşturulan kompozit malzemelerin elastikiyet modülleri eklenen

plastik madde ve çeşitli kimyasalların da etkisiyle zaman zaman çok düşük değerler

çıkarmış olsalarda yüsek değerler göstererek hem atık değerlendirilmesi hem de daha

az sehim yapan bir malzeme elde edilmesi bakımından ağaç malzemeye iyi bir

alternatif olarak gösterilebilir.

Prachayawarakorn vd. (2008) makalelerinde, MAPE‟nin polar olmayan

zincirlerinden dolayı kompozitlerin mekanik özelliklerini daha iyi geliştirdiğini

belirtmişlerdir. Aynı çalışmada sonuçlar, düşük Silan veya MAPE eklenmesinin

kompozitlerin mekanik özelliklerini geliştirdiğini belirlemişlerdir. Bunun tam tersi

olarak yüksek oranlarda eklenen MAPE‟nin mekanik özelliklerde düşüşe sebep

olduğu görülmüştür. Diğer taraftan istenilen yüksek dayanım özelliklerinin aksine;

Mohanty vd. (2000) kompozitlerin dezavantajı olarak, matris ve takviye

malzemelerin birbirleriyle olan bağlarının çok kuvvetli olması durumunda geri

dönüşümde zorluklara sebep olduğunu belirtmektedirler (Bulut ve Erdoğan, 2011).

4.2.1. Eğilme dayanımı (MOR) istatistiksel bulguları

Eğilme dayanımı testine tabi tutulan kompozit malzeme örneklerinden olan; Tetra

Pak + Plastik (Polietilen-PE), %5-15-25 Kalsitli, %5-15-25 Borik Asitli, %5-15-25

SPT + Asetik Asit, Tetra Pak + Plastik (PE) + %3 Titanat, %5-15-25 Borik Asit

(BA) + %3 Titanat, %5-15-25 Kalsit + %3 Titanat, %5-15 SPT (Sodyum Perborat

Tetrahidrat) + AA (Asetik Asit) + %3 Titanat, %5-15 Borik Asit + %3 MAPE

(Maleik Anhidrit Graft edilmiş Polietilen), %15-25 Borik Asit + %3 Silanil‟in

eğilme dayanımı bakımından farklılıkları Varyans analizi ile ortaya konmuştur.

Eğilme dayanımı ölçülen 10 farklı kompozit gruplarına ait değerlere Normal Dağılım

uygunluğu Shapiro-Wilk testi ile denetlenmiştir. Normallik Test sonuçları Çizelge

4.31‟de gösterilmiştir.

42

Çizelge 4.31. Kompozit çeşitlerinin eğilme dayanımlarına göre Normallik Testi

KOMPOZİT ÇEŞİDİ

SHAPIRO-WILK

İstatistikler Serbestlik

Derecesi Önem Düzeyi

TETRA PAK + PE 0,855 10 0,066

%5-15-25 KALSİTLİ 0,922 12 0,304

%5-15-25 BORİK ASİTLİ 0,878 12 0,084

%5-15-25 SPT + AA 0,933 10 0,481

TETRA PAK + PE + %3 TİTANAT 0,950 4 0,717

%5-15-25 BORİK ASİT + %3

TİTANAT 0,952 11 0,671

%5-15-25 KALSİT + %3 TİTANAT 0,929 12 0,369

%5-15 SPT + AA + %3 TİTANAT 0,964 8 0,849

%5-15 BORİK ASİT + %3 MAPE 0,849 8 0,092

%15-25 BORİK ASİT + %3 SİLANİL 0,875 10 0,113

Test sonucunda eğilme dayanımı bakımından tüm grupların önem düzeyi değerleri

P>0,05 olduğu için tüm gruplar normal dağılım göstermektedir. Kompozit

gruplarının eğilme dayanımına ait tanımlayıcı istatistikler Çizelge 4.32‟de

gösterilmiştir.

Çizelge 4.32. Eğilme dayanımı testi yapılan kompozit çeşitlerinin tanımlayıcı

istatistik değerleri

Kompozit

Çeşidi

Örnek

Sayısı Ortalama

Standart

Sapma

Minimum

Değerler

Maksimum

Değerler

TETRA PAK + PE 10 14,39 2,57 9,46 16,78

%5-15-25

KALSİTLİ 12 11,35 5,18 4,22 20,45

%5-15-25 BORİK

ASİTLİ 12 10,55 2,97 7,28 16,26

%5-15-25 SPT +

AA 10 8,45 4,20 2,85 15,63

TETRA PAK + PE

+ %3 TİTANAT 4 8,90 2,87 5,13 11,64

%5-15-25 BORİK

ASİT + %3

TİTANAT

11 5,75 2,45 2,49 10,01

%5-15-25 KALSİT

+ %3 TİTANAT 12 7,94 2,31 4,10 11,01

%5-15 SPT + AA

+ %3 TİTANAT 8 6,85 2,51 3,20 10,22

%5-15 BORİK

ASİT + %3 MAPE 8 5,84 1,45 4,09 7,43

%15-25 BORİK

ASİT + %3

SİLANİL

10 7,75 2,41 3,44 10,27

GENEL 97 8,91 3,97 2,49 20,45

Tanımlayıcı istatistik tablosunda her bir kompozit çeşidinde kaç örnek bulunduğu,

bunların ortalama değerleri ile bunlara ait standart sapma değerleri yer almaktadır.

43

Tabloda kompozit çeşitlerinin içerdikleri katkı maddeleri ve kimyasal çeşitleri

arttıkça eğilme dayanımlarının düştüğü görülmektedir. Eğilme dayanımları

bakımından kompozit çeşitleri varyans analizi ile karşılaştırılmış ve sonuçlar Çizelge

4.33‟te gösterilmiştir.

Çizelge 4.33. Varyans analizi tablosu (MOR)

Kareler

Toplamı

Serbestlik

Derecesi

(df)

Kareler

Ortalaması F

Önem

Düzeyi

Gruplar Arası 649,950 9 72,217

7,255 0,000 Gruplar İçi 866,044 87 9,955

Toplam 1515,994 96

Anova tablosunda önem düzeyi P<0,05 olduğu için gruplar arasında incelenen

eğilme dayanımları bakımından istatistiksel olarak anlamlı ve önemli bir fark olduğu

görülmektedir. Hangi grupların ortalama değerleri arasında farklılıklar olduğu

Tamhane T2 testi ile belirlenmiştir. Varyanslar homojen olmadığı için ikili

karşılaştırmalardan Tamhane T2 testi kullanılmıştır. Eğilme dayanımı bakımından

hangi kompozit gruplarının farklı olduğu Tamhane T2 testi ile denetlenmiştir. Test

sonuçları Çizelge 4.34‟te gösterilmiştir.

Çizelge 4.34. Kompozitlerin eğilme dayanımı değerlerinin Tamhane T2 testi

sonuçları

Kompozit Çeşidi

(I) Kompozit (J) Kompozit (I-J) Standart

Hata

Önem

Düzeyi

Tetra Pak + Plastik

%5-15-25 Kalsitli 3,03819 ns. 1,70334 0,987

%5-15-25 Borik Asitli 3,84259 ns. 1,18178 0,165

%5-15-25 SPT + AA 5,93584 ns. 1,55869 0,075

Tetra Pak + PE + %3 Titanat 5,50181 ns. 1,64978 0,602

%5-15-25 Borik Asit + %3

Titanat 8,63808*** 1,09958 0,000

%5-15-25 Kalsit + %3 Titanat 6,45178*** 1,05273 0,000

%5-15 SPT + AA + %3

Titanat 7,54406** 1,20623 0,001

%5-15 Borik Asit + %3

MAPE 8,54875*** 0,96349 0,000


Silanil 6,63685** 1,11571 0,001

44


sonuçları (Devam)

Kompozit Çeşidi


Hata

Önem

Düzeyi

%5-15-25 Kalsit

Tetra Pak + Plastik -3,03819

ns. 1,70334 0,987

%5-15-25 Borik Asitli 0,80439 ns. 1,72392 1,000

%5-15-25 SPT + AA 2,89764 ns. 2,00120 1,000

Tetra Pak + Plastik + %3

Titanat 2,46361 ns. 2,07294 1,000

%5-15-25 Borik Asit + %3

Titanat 5,59988 ns. 1,66864 0,166

%5-15-25 Kalsit + %3 Titanat 3,41358 ns. 1,63815 0,919

%5-15 SPT + AA + %3

Titanat 4,50587 ns. 1,74077 0,583


MAPE 5,51055 ns. 1,58228 0,160


Silanil 3,59865 ns. 1,67931 0,889

%5-15-25 Borik

Asitli

Tetra Pak + Plastik -3,84259

ns. 1,18178 0,165

%5-15-25 Kalsitli -0,80439

ns. 1,72392 1,000

%5-15-25 SPT + AA 2,09325 ns. 1,58115 1,000


%5-15-25 Borik Asit + %3

Titanat 4,79549* 1,13119 0,017


%5-15 SPT + AA + %3

Titanat 3,70148 ns. 1,23512 0,309


MAPE 4,70616** 0,99942 0,009


Silanil 2,79426 ns. 1,14688 0,670

%5-15-25 SPT +

AA

Tetra Pak + PE -5,93584

ns. 1,55869 0,075

%5-15-25 Kalsitli -2,89764

ns. 2,00120 1,000

%5-15-25 Borik Asitli -2,09325

ns. 1,58115 1,000

Tetra Pak + PE + %3 Titanat -0,43403

ns. 1,95582 1,000

%5-15-25 Borik Asit + %3

Titanat 2,70224 ns. 1,52069 0,990


%5-15 SPT + AA + %3

Titanat 1,60823 ns. 1,59951 1,000


MAPE 2,61291 ns. 1,42540 0,987


Silanil 0,70101 ns. 1,53240 1,000

45


sonuçları (Devam)

Kompozit Çeşidi


Hata

Önem

Düzeyi

Tetra Pak + Plastik

+ %3 Titanat

Tetra Pak + PE -5,50181

ns. 1,64978 0,602

%5-15-25 Kalsitli -2,46361

ns. 2,07294 1,000

%5-15-25 Borik Asitli -1,65922

ns. 1,67102 1,000

%5-15-25 SPT + AA 0,43403 ns. 1,95582 1,000

%5-15-25 Borik Asit + %3

Titanat 3,13627 ns. 1,61393 0,996


%5-15 SPT + AA + %3

Titanat 2,04226 ns. 1,68840 1,000


MAPE 3,04694 ns. 1,52447 0,997


Silanil 1,13504 ns. 1,62496 1,000

%5-15-25 Borik

Asit + %3 Titanat

Tetra Pak + PE -

8,63808*** 1,09958 0,000

%5-15-25 Kalsitli -5,59988

ns. 1,66864 0,166

%5-15-25 Borik Asitli -4,79549* 1,13119 0,017

%5-15-25 SPT + AA -2,70224

ns. 1,52069 0,990


Titanat

-3,13627

ns. 1,61393 0,996

%5-15-25 Kalsit + %3 Titanat -2,18630

ns. 0,99561 0,839

%5-15 SPT + AA + %3

Titanat

-1,09401

ns. 1,15671 1,000


MAPE

-0,08933

ns. 0,90073 1,000


Silanil

-2,00123

ns. 1,06198 0,970

%5-15-25 Kalsit

+ %3 Titanat

Tetra Pak + PE -

6,45178*** 1,05273 0,000

%5-15-25 Kalsitli -3,41358

ns. 1,63815 0,919

%5-15-25 Borik Asitli -2,60919

ns. 1,08571 0,690

%5-15-25 SPT + AA -0,51594

ns. 1,48717 1,000


ns. 1,58239 1,000

%5-15-25 Borik Asit + %3

Titanat 2,18630 ns. 0,99561 0,839

%5-15 SPT + AA + %3

Titanat 1,09228 ns. 1,11227 1,000


MAPE 2,09697 ns. 0,84290 0,647


Silanil 0,18507 ns. 1,01339 1,000

46


sonuçları (Devam)

Kompozit ÇeĢidi


Hata

Önem

Düzeyi

%5-15 SPT + AA

+ %3 Titanat

Tetra Pak + Plastik -7,54406** 1,20623 0,001

%5-15-25 Kalsitli -4,50587

ns. 1,74077 0,583

%5-15-25 Borik Asitli -3,70148

ns. 1,23512 0,309

%5-15-25 SPT + AA -1,60823

ns. 1,59951 1,000


Titanat

-2,04226

ns. 1,68840 1,000

%5-15-25 Borik Asit + %3

Titanat 1,09401 ns. 1,15671 1,000

%5-15-25 Kalsit + %3 Titanat -1,09228

ns. 1,11227 1,000


MAPE 1,00469 ns. 1,02821 1,000


Silanil

-0,90722

ns. 1,17206 1,000

%5-15 Borik Asit

+ %3 MAPE

Tetra Pak + PE -

8,54875*** 0,96349 0,000

%5-15-25 Kalsitli -5,51055

ns. 1,58228 0,160

%5-15-25 Borik Asitli -4,70616** 0,99942 0,009

%5-15-25 SPT + AA -2,61291

ns. 1,42540 0,987


Titanat

-3,04694

ns. 1,52447 0,997

%5-15-25 Borik Asit + %3

Titanat 0,08933 ns. 0,90073 1,000

%5-15-25 Kalsit + %3 Titanat -2,09697

ns. 0,84290 0,647

%5-15 SPT + AA + %3

Titanat

-1,00469

ns. 1,02821 1,000


Silanil

-1,91190

ns. 0,92035 0,923

%15-25 Borik Asit

+ %3 Silanil

Tetra Pak + PE -6,63685** 1,11571 0,001

%5-15-25 Kalsitli -3,59865

ns. 1,67931 0,889

%5-15-25 Borik Asitli -2,79426

ns. 1,14688 0,670

%5-15-25 SPT + AA -0,70101

ns. 1,53240 1,000


ns. 1,62496 1,000

%5-15-25 Borik Asit + %3

Titanat 2,00123 ns. 1,06198 0,970

%5-15-25 Kalsit + %3 Titanat -0,18507

ns. 1,01339 1,000

%5-15 SPT + AA + %3

Titanat 0,90722 ns. 1,17206 1,000


MAPE 1,91190 ns. 0,92035 0,923

47

Çizelge 4.34 incelendiğinde çeşitli kimyasal maddeler ve bağlayıcı ajanlarla

oluşturulan kompozit malzemelerin eğilme dayanımları üzerine kimyasal madde

çeşitlerinin etkisi açısından yanlarında yıldız (*) işareti olan gruplarla aralarında

anlamlı bir fark olduğu tespit edilmiştir. Tamhane T2 testi sonuçlarına göre, Tetra

Pak + PE grubunun eğilmede elastikiyet modülü üzerine; Tetra Pak + PE + BA +

Titanat, Tetra Pak + PE + Kalsit + Titanat, Tetra Pak + PE + SPT + AA + Titanat,

Tetra Pak + PE + BA + MAPE, Tetra Pak + PE + BA + Silanil gruplarında anlamlı

farklılıklar gösterdiği belirlenmiştir. Tetra Pak + PE kompozitlerin eğilme dayanımı

üzerine kompozitlere eklenen eşleştirici kimyasal madde çeşidi etkisinin genel olarak

farklılık oluşturduğu gözlemlenmiştir. Kalsit eklenmiş kompozit gruplarının ise diğer

gruplarla eğilme dayanımı üzerine aralarında anlamlı bir fark olmadığı tespit

edilmiştir. Tetra Pak + PE karışımına Borik Asit eklenmiş gruplar eğilme dayanımı

bakımından Borik Asit + Titanat ve Borik Asit + MAPE eklenmiş kompozit

gruplarla aralarında anlamlı bir fark olduğu belirlenmiştir. SPT + AA eklenmiş

kompozit grubunun eğilme dayanımı üzerine kimyasal madde eklenmiş diğer

kompozit gruplarıyla aralarında anlamlı bir fark olmadığı tespit edilmiştir. Benzer

şekilde Titanat eklenmiş kompozit grubunun da eğilme dayanımı bakımından diğer

gruplarla karşılaştırıldığında aralarında anlamlı bir fark olmadığı tespit edilmiştir.

Borik Asit + Titanat eklenerek üretilen kompozit grubunun eğilme dayanımı Borik

Asit eklenmiş kompozit gruptan ve sadece Tetra Pak + PE‟den oluşan gruplardan

farklıdır. Kalsit ve Titanat eklenmiş grubun eğilme dayanımı kimyasal bağlayıcı ajan

eklenmemiş Tetra Pak + PE kompozit grubu ile farklılık göstermektedir. Tetra Pak +

PE karışıma SPT + AA + Titanat eklenmiş kompozit grubunun eğilme dayanımı

değerleri Tetra Pak + PE grubu ile farklılık göstermiştir. Borik Asit + MAPE

eklenmiş kompozit grubu hiç kimyasal madde eklenmemiş grup ve Borik Asit

eklenmiş kompozit grubu ile anlamlı bir fark göstermiştir. Borik Asit + Silanil

eklenmiş kompozit grubu hiç kimyasal madde eklenmemiş Tetra Pak + PE kompozit

grubu ile kırılma direnci değerleri bakımından farklı olduğu tespit edilmiştir.

4.2.2. Eğilmede elastikiyet modülü (MOE) istatistiksel bulguları

Tetra Pak + PE, %5-15-25 Kalsitli, Tetra Pak + PE + %3 Titanat, %5-15-25 Kalsit

+ %3 Titanat, %5-15 SPT + AA + %3 Titanat, %5-15 Borik Asit + %3 MAPE, %5-

15-25 SPT + AA + %3 MAPE, %5-15-25 Kalsit + %3 MAPE, %15-25 Borik Asit

48

+ %3 Silanil‟in eğilmede elastikiyet modülü bakımından farklılıkları Varyans analizi

ile ortaya konmuştur. Elastikiyet modülü ölçülen 9 farklı kompozit gruplarına ait

değerlere Normal Dağılım uygunluğu Shapiro-Wilk testi ile denetlenmiştir.

Normallik Test sonuçları Çizelge 4.35‟te gösterilmiştir.

Çizelge 4.35. Kompozit çeşitlerinin elastikiyet modüllerine göre Normallik Testi

KOMPOZİT ÇEŞİDİ

SHAPIRO-WILK

İstatistikler Serbestlik

Derecesi Önem Düzeyi

TETRA PAK + PE 0,890 10 0,168

%5-15-25 KALSİTLİ 0,959 12 0,774

TETRA PAK + PE + %3 TİTANAT 0,942 4 0,668

%5-15-25 KALSİT + %3 TİTANAT 0,936 12 0,447

%5-15 SPT + AA + %3 TİTANAT 0,928 8 0,499

%5-15 BORİKA ASİT + %3 MAPE 0,920 8 0,431

%5-15-25 SPT + AA + %3 MAPE 0,864 13 0,044

%5-15-25 KALSİT + %3 MAPE 0,892 7 0,283

%15-25 BORİK ASİT + %3

SİLANİL 0,944 10 0,598

Test sonucunda elastikiyet modülü grupların önem düzeyi değerleri P>0,05 olduğu

için normal dağılım göstermektedir. Kompozit gruplarının eğilmede elastikiyet

modülüne ait tanımlayıcı istatistikler Çizelge 4.36‟da gösterilmiştir.

Çizelge 4.36. Eğilmede elastikiyet modülü hesaplanan kompozit çeşitlerinin

tanımlayıcı istatistik değerleri

Kompozit

Çeşidi

Örnek

Sayısı Ortalama

Standart

Sapma

Minimum

Değerler

Maksimum

Değerler

TETRA PAK + PE 10 7423,03 3368,79 3629,74 15219,11

%5-15-25 KALSİTLİ 12 468,01 209,10 143,56 816,32

TETRA PAK + PE

+ %3 TİTANAT 4 435,41 165,68 234,67 598,35

%5-15-25 KALSİT

+ %3 TİTANAT 12 323,84 173,74 97,18 604,53

%5-15 SPT + AA

+ %3 TİTANAT 8 480,51 160,53 163,55 682,53

%5-15 BORİK ASİT

+ %3 MAPE 8 3574,68 1828,43 508,93 5580,32

%5-15-25 SPT + AA

+ %3 MAPE 13 1916,26 1428,88 364,80 4758,18

%5-15-25 KALSİT

+ %3 MAPE 7 3414,53 2764,50 531,87 7453,30

%15-25 BORİK ASİT

+ %3 SİLANİL 10 2223,81 1231,33 88,48 4199,84

GENEL 84 2249,60 2742,02 88,48 15219,11

49

Tanımlayıcı istatistik tablosunda her bir kompozit çeşidinde kaç örnek bulunduğu,

bunların ortalama değerleri ile bunlara ait standart sapma değerleri yer almaktadır.

Elastikiyet modülleri bakımından kompozit çeşitleri varyans analizi ile

karşılaştırılmış ve sonuçlar Çizelge 4.37‟de gösterilmiştir.

Çizelge 4.37. Varyans analizi tablosu (MOE)

Kareler Toplamı Serbestlik

Derecesi (df)

Ortalama

Kare F

Önem

Düzeyi

Gruplar Arası 413435079,6 8 51679384,95

18,403 0,000 Gruplar İçi 210617875,0 75 2808238,333

Toplam 624952954,6 83

Anova tablosunda önem düzeyi P<0,05 olduğu için gruplar arasında incelenen

elastikiyet modülü bakımından istatistik anlamlı ve önemli bir fark olduğu

görülmektedir. Hangi grupların ortalama değerleri arasında farklılıklar olduğu

Tamhane T2 testi ile belirlenmiştir. Varyanslar homojen olmadığı için ikili

karşılaştırmalardan Tamhane T2 testi kullanılmıştır.

Elastikiyet modülü bakımından hangi kompozit grupların farklı olduğu Tamhane T2

testi ile denetlenmiştir. Test sonuçları Çizelge 4.38‟de gösterilmiştir.

Çizelge 4.38. Kompozitlerin elastikiyet modülü değerlerinin Tamhane T2 testi

sonuçları

Kompozit Çeşidi


Hata

Önem

Düzeyi

Tetra Pak + PE

%5-15-25 Kalsitli 6955,02235** 1067,0137

7 0,004

Tetra Pak + PE + %3 Titanat 6987,61633** 1068,5209

8 0,004

%5-15-25 Kalsit + %3 Titanat 7099,19171** 1066,4848

7 0,003

%5-15 SPT + AA + %3 Titanat 6942,51588** 1066,8158

8 0,004

%5-15 Borik Asit + %3 MAPE 3848,34974 ns. 1246,1024

1 0,246

%5-15-25 SPT + AA + %3

MAPE 5506,76741*

1136,6310

3 0,016

%5-15-25 Kalsit + %3 MAPE 4008,49549 ns. 1492,1994

5 0,466

%15-25 Borik Asit + %3 Silanil 5199,21979* 1134,2364

4 0,026

50


sonuçları (Devam)

Kompozit Çeşidi


Hata

Önem

Düzeyi

%5-15-25 Kalsit

Tetra Pak + PE -

6955,02235**

1067,0137

7 0,004

Tetra Pak + PE+ %3 Titanat 32,59398 ns. 102,49982 1,000


%5-15 SPT + AA + %3 Titanat -12,50648 ns. 82,85683 1,000

%5-15 Borik Asit + %3 MAPE -3106,67261

ns. 649,26137 0,066

%5-15-25 SPT + AA + %3

MAPE

-1448,25494

ns. 400,87307 0,113

%5-15-25 Kalsit + %3 MAPE -2946,52686

ns.

1046,6271

2 0,670

%15-25 Borik Asit + %3 Silanil -1755,80256* 394,03228 0,050

Tetra Pak + PE

+ %3 Titanat

Tetra Pak + PE -

6987,61633**

1068,5209

8 0,004

%5-15-25 Kalsitli -32,59398 ns. 102,49982 1,000


%5-15 SPT + AA + %3 Titanat -45,10045 ns. 100,41886 1,000

%5-15 Borik Asit + %3 MAPE -3139,26659

ns. 651,73540 0,062

%5-15-25 SPT + AA + %3

MAPE

-1480,84892

ns. 404,86777 0,099

%5-15-25 Kalsit + %3 MAPE -2979,12084

ns.

1048,1636

4 0,654


%5-15-25 Kalsit

+ %3 Titanat

Tetra Pak + PE -

7099,19171**

1066,4848

7 0,003

%5-15-25 Kalsitli -144,16936 ns. 78,48002 0,951

Tetra Pak + PE + %3 Titanat -111,57539 ns. 96,83908 1,000

%5-15 SPT + AA + %3 Titanat -156,67584 ns. 75,74198 0,870

%5-15 Borik Asit + %3 MAPE -3250,84198

ns. 648,39180 0,052

%5-15-25 SPT + AA + %3

MAPE

-1592,42431

ns. 399,46316 0,059

%5-15-25 Kalsit + %3 MAPE -3090,69623

ns.

1046,0879

1 0,603


%5-15 SPT + AA

+ %3 Titanat

Tetra Pak + Plastik -

6942,51588**

1066,8158

8 0,004

%5-15-25 Kalsitli 12,50648 ns. 82,85683 1,000



%5-15 Borik Asit + %3 MAPE -3094,16614

ns. 648,93610 0,068

%5-15-25 SPT + AA + %3

MAPE

-1435,74847

ns. 400,34604 0,119

%5-15-25 Kalsit + %3 MAPE -2934,02039

ns.

1046,4253

7 0,676

%15-25 Borik Asit + %3 Silanil -1743,29609

ns. 393,49609 0,052

51


sonuçları (Devam)

Kompozit Çeşidi


Hata

Önem

Düzeyi

%5-15 Borik Asit

+ %3 MAPE

Tetra Pak + PE -3848,34974

ns.

1246,1024

1 0,246

%5-15-25 Kalsitli 3106,67261

ns. 649,26137 0,066

Tetra Pak + PE + %3 Titanat 3139,26659

ns. 651,73540 0,062

%5-15-25 Kalsit + %3 Titanat 3250,84198

ns. 648,39180 0,052

%5-15 SPT + AA + %3 Titanat 3094,16614

ns. 648,93610 0,068

%5-15-25 SPT + AA + %3

MAPE

1658,41767

ns. 758,25591 0,835

%5-15-25 Kalsit + %3 MAPE 160,14575 ns. 1228,6908

2 1,000

%15-25 Borik Asit + %3 Silanil 1350,87005

ns. 754,66168 0,977

%5-15-25 SPT +

AA + %3 MAPE

Tetra Pak + PE -5506,76741* 1136,6310

3 0,016

%5-15-25 Kalsitli 1448,25494

ns. 400,87307 0,113


ns. 404,86777 0,099

%5-15-25 Kalsit + %3 Titanat 1592,42431

ns. 399,46316 0,059

%5-15 SPT + AA + %3 Titanat 1435,74847

ns. 400,34604 0,119

%5-15 Borik Asit + %3 MAPE -1658,41767

ns. 758,25591 0,835

%5-15-25 Kalsit + %3 MAPE -1498,27192

ns.

1117,5151

1 1,000

%15-25 Borik Asit + %3 Silanil -307,54762 ns. 555,58360 1,000

%5-15-25 Kalsit

+ %3 MAPE

Tetra Pak + PE -4008,49549

ns.

1492,1994

5 0,466

%5-15-25 Kalsitli 2946,52686

ns.

1046,6271

2 0,670


ns.

1048,1636

4 0,654

%5-15-25 Kalsit + %3 Titanat 3090,69623

ns.

1046,0879

1 0,603

%5-15 SPT + AA + %3 Titanat 2934,02039

ns.

1046,4253

7 0,676

%5-15 Borik Asit + %3 MAPE -160,14575 ns. 1228,6908

2 1,000

%5-15-25 SPT + AA + %3

MAPE

1498,27192

ns.

1117,5151

1 1,000

%15-25 Borik Asit + %3 Silanil 1190,72430

ns.

1115,0794

7 1,000

52


sonuçları (Devam)

Kompozit Çeşidi


Hata

Önem

Düzeyi

%15-25 Borik Asit

+ %3 Silanil

Tetra Pak + PE -5199,21979* 1134,2364

4 0,026

%5-15-25 Kalsitli 1755,80256* 394,03228 0,050

Tetra Pak + PE + %3 Titanat 1788,39654* 398,09563 0,043

%5-15-25 Kalsit + %3 Titanat 1899,97193* 392,59780 0,030

%5-15 SPT + AA + %3 Titanat 1743,29609

ns. 393,49609 0,052

%5-15 Borik Asit + %3 MAPE -1350,87005

ns. 754,66168 0,977

%5-15-25 SPT + AA + %3

MAPE 307,54762 ns. 555,58360 1,000

%5-15-25 Kalsit + %3 MAPE -1190,72430

ns.

1115,0794

7 1,000

Çizelge 4.38 incelendiğinde çeşitli kimyasal maddeler ve bağlayıcı ajanlarla

oluşturulan kompozit malzemelerin eğilmede elastikiyet modülü üzerine kimyasal

madde çeşitlerinin etkisi açısından yanlarında yıldız (*) işareti olan gruplarla

aralarında anlamlı bir fark olduğu tespit edilmiştir. Tamhane T2 testi sonuçlarına

göre Tetra Pak + PE grubunun eğilmede elastikiyet modülü üzerine; Tetra Pak + PE

+ Kalsitli, Tetra Pak + PE + Titanatlı, Tetra Pak + PE + Kalsitli + Titanatlı, Tetra Pak

+ PE + SPT + AA + Titanatlı, Tetra Pak + PE + SPT + AA + MAPE, Tetra Pak + PE

+ BA + Silanil gruplarında anlamlı farklılıklar gösterdiği belirlenmiştir. Tetra Pak +

Plastik kompozitlerin eğilmede elastikiyet modülü üzerine kompozitlere eklenen

eşleştirici kimyasal madde çeşidi etkisinin genel olarak farklılık oluşturduğu

gözlemlenmiştir. Ancak Tetra Pak + PE grubunun Tetra Pak + PE + BA + MAPE ve

Tetra Pak + Plastik + Kalsit + MAPE grupları ile benzer elastikiyet modülü değerleri

gösterdiği ve anlamlı farklılık oluşturmadığı belirlenmiştir.

Benzer durumda, Tetra Pak + PE + Kalsitli kompozit grubunun eğilmede elastikiyet

modülü üzerine Tetra Pak + PE ve Tetra Pak + PE + BA + Silanil gruplarıyla anlamlı

farklılık gösterdiği tespit edilmiştir. Tetra Pak + PE + Kalsitli kompozit grubu, Tetra

Pak + PE + Titanat, Tetra Pak + PE + Kalsit + Titanat, Tetra Pak + PE + SPT + AA

+ Titanat, Tetra Pak + PE + BA + MAPE, Tetra Pak + PE + SPT + AA + MAPE,

Tetra Pak + PE + Kalsit + MAPE kompozit çeşitleriyle elastikiyet modülü

bakımından benzerlikler göstermektedir.

53

Tetra Pak + PE + Titanat kompozit çeşidi eğilmede elastikiyet modülü üzerine, Tetra

Pak + PE ve Tetra Pak + PE + BA + Silanil kompozit gruplarıyla anlamlı farklılık

gösterdiği tespit edilmiştir. Diğer taraftan Tetra Pak + PE + Titanat kompozit çeşidi

eğilmede elastikiyet modülü bakımından, Tetra Pak + PE + Kalsitli, Tetra Pak + PE

+ Kalsit + Titanat, Tetra Pak + PE + SPT + AA + Titanat, Tetra Pak + PE + BA +

MAPE, Tetra Pak + PE + SPT + AA + MAPE ve Tetra Pak + PE + Kalsit + MAPE

kompozit çeşitleriyle benzerlik gösterdiği tespit edilmiştir.

Tetra Pak + PE kompozit malzemesinin Kalsit ve Titanatla güçlendirildiği kompozit

çeşidi, eğilmede elastikiyet modülü bakımından eklenen kimyasal madde çeşidinin

etkisi sadece kimyasal madde katılmamış olan Tetra Pak + PE ve Tetra Pak + PE +

BA + Silanil kompozit çeşidinde anlamlı bir farklılık gösterdiği tespit edilmiştir.

Tetra Pak + PE + Kalsit + Titanat kompozit çeşidi, Tetra Pak + PE + Kalsitli, Tetra

Pak + PE + Titanatlı, SPT + AA + Titanat katkılı, BA + MAPE katkılı, SPT + AA +

MAPE katkılı ve Kalsit + MAPE katkılı kompozit malzeme çeşitleriyle benzerlik

göstermektedir.

SPT + AA + Titanat katkılı Tetra Pak + Plastik kompozit malzeme çeşidi, eğilmede

elastikiyet modülü bakımından eklenen kimyasal madde çeşidi etkisi, sadece Tetra

Pak + PE kompozit çeşidiyle anlamlı bir farklılık gösterdiği belirlenmiştir. Aynı

kompozit çeşidi, Kalsit, Titanat, Kalsit + Titanat, BA + MAPE, SPT + AA + MAPE,

Kalsit + MAPE ve BA + Silanil katkılı kompozit çeşitleriyle anlamlı bir farklılık

göstermemektedir.

BA + MAPE ilave edilen kompozitler, eğilmede elastikiyet modülü üzerine kimyasal

madde çeşidi etkisi, karşılaştırıldığı hiçbir grupta anlamlı bir fark oluşturmamıştır.

Bu kompozit çeşidi, Tetra Pak + PE, Kalsitli, Titanat, Kalsit + Titanat, SPT + AA +

Titanat, SPT + AA + MAPE, Kalsit + MAPE ve BA + Silanil katkılı kompozit

malzeme çeşitleriyle anlamlı bir farklılık oluşturmadığı tespit edilmiştir. SPT + AA +

MAPE katkılı kompozit malzeme çeşitlerinin eğilmeden elastikiyet modülü üzerine

eklenen kimyasal madde çeşidi farklılıklarının etkisi sadece Tetra Pak + Plastik

grubu arasında anlamlı bir fark göstermektedir. BA + Silanil katkılı kompozit grubu

ile Tetra Pak + PE, Kalsitli, Titanatlı, ve Kalsit + Titanatlı gruplar arasında eğilmede

elastikiyet modülü değerleri arasında anlamlı bir fark olduğu tespit edilmiştir. Bu

54

farkın sebebi; Silanil ve Titanat‟ın eşleştirici olarak kompozitin elastikiyet

özelliklerini farklı oranlarda etkilediği söylenebilir. Küçükdoğan vd. (2017), kağıt

üretim atıklarından farklı oranlarda yüksek yoğunluklu polietilen kompozit

üretiminde kullanmış ve mekanik özelliklerini belirlemişlerdir. Buna göre

kompozitlerin elastikiyet modülleri 800-1800 Mpa arasında ölçülmüştür. Bu test

sonuçları çalışmamızla karşılaştırıldığında Borik Asit + MAPE, Kalsit + Silanil,

Borik Asit + Silanil, Tetra Pak + Plastik, Tetra Pak, %25 SPT, %15 Borik Asit +

Titanat‟lı olanlardan daha düşük, SPT + Titanat, Kalsit + Titanat, Kalsit, Borik

Asit, %5 - %15 SPT, Tetra Pak + Titanat, %5 – 25 Borik Asit + Titanat‟lılardan daha

yüksek elastikiyet modülüne sahip oldukları görülmüştür.

4.3. Temas Açısı Bulguları

Kompozit malzemelerin temas açısı ölçümleri yapılırken farklı sıvılar kullanılmıştır.

Atık kağıtlar kullanılarak oluşturulan kompozit malzemelerde farklı uyum sağlayıcı

ajanlar ve plastik malzemeler kullanılarak hidrofobik bir malzeme elde edilmeye

çalışılmıştır. Temas açısı ölçümü sonucunda önemli olan, atık kağıtlara farklı

oranlarda ve farklı türlerde eklenen kimyasal maddeler sonucunda elde edilen

kompozit çeşitleri arasındaki farkı görmektir. Asit baz bileşen elektron alan ve

elektron veren bileşen olarak ifade edilmektedir. Literatüre göre katı, sıvı arayüzey

enerjileri aşağıdaki eşitliklere göre hesaplanmaktadır (Gerardin vd., 2007).

2LW

sv

LW

lv

LW

sl

lvsvlvsvlvlvsvsv

AB

sl 2 (4.1)

lvsvlvsv

LW

lv

LW

svlv 2cos1

Burada;

cos :Temas açısı

LW :Liftshitz-van der Waals yüzey gerilimi

AB :Asit-baz yüzey gerilimi

:Katı-gaz arasındaki yüzey gerilimi

55

:Sıvı-gaz arasındaki yüzey gerilimi

+ :Yüzey serbest enerjisinin asidik elektron alıcısı

:Yüzey serbest enerjisinin bazik elektron vericisi

Tetra Pak malzemeye eklenen plastik madde ve uyum sağlayıcı kimyasallar, yüzey

temas açısını etkileyebilmektedir. Kompozit örneklerin yüzeylerindeki serbest enerji

bulguları Çizelge 4.39‟da gösterilmiştir.

Çizelge 4.39. Kompozit örneklerinin farklı sıcaklık ve sürelerde yüzeylerindeki

serbest enerji bileşenleri

KOMPOZĠT ÖRNEKLERĠ γLW γ+ γ-

Tetra Pak (-)3,85 13,09 (-)3,96

Tetra Pak + PE (-)6,47 14,39 (-)3,55

%3 Titanat 0,62 11,72 (-)6,07

%5 BA (-)5,38 13,23 (-)2,68

%15 BA (-)5,71 14,98 (-)5,30

%25 BA 2,74 9,45 (-)4,36

%5 Kalsit (-)5,14 13,51 (-)3,39

%15 Kalsit (-)1,65 11,85 (-)4,04

%25 Kalsit (-)1,71 11,46 (-)3,32

%5 SPT (-)3,33 12,63 (-)3,69

%15 SPT (-)0,05 11,32 (-)4,73

%25 SPT (-)3,55 11,44 (-)1,48

%5 BA + %3 Titanat (-)7,09 15,11 (-)4,14

%15 BA + %3 Titanat (-)1,48 11,97 (-)4,40

%25 BA + %3 Titanat (-)3,29 13,07 (-)4,47

%5 Kalsit + %3 Titanat (-)1,11 11,10 (-)3,32

%15 Kalsit + %3 Titanat (-)0,88 10,97 (-)5,07

%25 Kalsit + %3 Titanat (-)1,70 12,04 (-)4,30

%5 SPT + AA + %3 Titanat (-)3,38 13,29 (-)4,74

%15 SPT + AA + %3 Titanat (-)5,74 13,16 (-)2,20

%25 SPT + AA + %3 Titanat (-)0,98 11,80 (-)4,61

%5 BA + %3 Silanil (-)5,21 13,98 (-)4,10

%15 BA + %3 Silanil (-)6,43 14,85 (-)4,35

%25 BA + %3 Silanil (-)2,00 12,51 (-)4,81

%5 BA + %3 MAPE (-)2,63 12,32 (-)3,86

%15 BA + %3 MAPE (-)5,66 14,65 (-)4,79

%25 BA + %3 MAPE (-)2,02 12,30 (-)4,43

%5 Kalsit + %3 Silanil (-)2,63 12,80 (-)4,67

%15 Kalsit + %3 Silanil (-)2,02 12,21 (-)4,28

%25 Kalsit + %3 Silanil (-)3,85 13,20 (-)4,14

%5 Kalsit + %3 MAPE (-)4,21 12,97 (-)3,40

%15 Kalsit + %3 MAPE (-)1,86 13,17 (-)6,05

%25 Kalsit + %3 MAPE (-)1,92 12,23 (-)4,41

%5 SPT + AA + %3 Silanil (-)1,99 13,36 (-)6,24

%15 SPT + AA + %3 Silanil (-)0,02 10,17 (-)2,82

%25 SPT + AA + %3 Silanil (-)1,00 12,30 (-)5,43

%5 SPT + AA + %3 MAPE (-)1,92 12,27 (-)4,48

%15 SPT + AA + %3 MAPE (-)4,50 12,37 (-)2,10

%25 SPT + AA + %3 MAPE (-)2,33 11,92 (-)3,49

56

Tabloda (γ) sembolü ile yüzey gerilimi ifade edilmektedir. Genellikle sıvı yüzeyinde

birim uzunluktaki bir çizgi ile 90°‟lik açı yapan kuvvet olarak nitelendirilir (Düzyol,

2016). Yüzey gerilimi sıvının yüzeyini küçültme çabası şeklinde tanımlanmaktadır

(Birdi, 2009). Çalışmada malzemelerin yüzey serbest enerjilerini ölçmek için su,

gliserol ve hekzan‟dan yararlanılmıştır. Kompozitin bileşenlerinin serbest yüzey

enerji değerlerini belirlemek için Liftshitz-van der Waals/asit-bazlı (LW-AB)

yaklaşımı kullanılmıştır (Gerardin vd., 2007). Tablodaki; γ+ sembolü yüzey serbest

enerjisinin asidik elektron alıcısı, γ- sembolü ise bazik elektron vericisi anlamına

gelen parametreleridir. Ortaya çıkan negatif değerler test edilen yüzeylerde suyun

yüksek temas açısından kaynaklanıyor olabilmektedir (Mohammed-Zigler vd.,

2004). Tablo incelendiğinde Tetra Pak + PE + %3 Titanat örneği ve Tetra Pak + PE

+ %25 Borik Asit örnekleri diğerlerine göre daha iyi modifiye oldukları söylenebilir.

Bu örnekler için kullanılan eşleştiriciler yüzeyi hidrofobiklik yönünden olumlu

etkilemiştir. Elektron alıcı (γ+) bileşeninde Tetra Pak + PE + %5 Borik Asit + %3

Titanat‟lı örnek en yüksek değeri göstermiştir. Bu örneğin iyi bağlanma yaptığı

yüzeyin hidrofob özellikte olduğu söylenebilir. İyi modifiye olmayla beraber temas

açısı artmakta bu da su itici yüzeyin oluştuğunu göstermektedir. Tabloda; elektron

alıcı (γ+) kısımda düşük değer veren kompozit malzeme örneklerinde eşleşmenin az

olduğu söylenebilir. Dolayısıyla hidrofobikliğin azalması söz konusudur. Elektron

verici (γ-) bileşenlerinde birbirine yakın değerler gözlemlenmiştir.

Temas açısı ölçümlerinde yüzeyin homojenliği ve pürüzsüzlüğü temas açısını

etkilemektedir. Temas açıları 90°‟den büyük çıkan gliserolle test edilmiş örneklerin

ortalama değerleri; %5 Kalsit + %3 MAPE 96°, %15 Kalsit + %3 MAPE 96°, %25

Kalsit + %3 MAPE 92°, %5 SPT + %3 MAPE 92°, %15 SPT + %3 MAPE 93°, %

25 SPT + %3 MAPE 91°, %5 SPT + %3 Silanil 97°, %25 SPT + %3 Silanil 92°, %5

BA + %3 Silanil 100°, %15 BA + %3 Silanil 105°, %25 BA + %3 Silanil 93°, %5

Kalsit + %3 Silanil 95°, %15 Kalsit + %3 Silanil 92°, %25 Kalsit + %3 Silanil 97°,

%5 BA + %3 MAPE 93°, %15 BA + %3 MAPE 104°, %25 BA + %3 MAPE 92°‟dir.

Temas açısıları 90° ve 90°‟den büyük çıkan su ile test edilmiş örneklerin ortalama

değerleri; %15 Kalsit + %3 MAPE 108°, %25 Kalsit + %3 MAPE 91°, % 5 SPT +

%3 MAPE 92°, %5 SPT + %3 Silanil 111°, %25 SPT + %3 Silanil 101°, %5 BA +

%3 Silanil 90°, %15 BA + %3 Silanil 94°, %25 BA + %3 Silanil 96°, %5 Kalsit +

%3 Silanil 95°, %15 Kalsit + %3 Silanil 90°, %25 Kalsit + %3 Silanil 90°, %15 BA

57

+ %3 MAPE 98°, %25 BA + %3 MAPE 92°‟dir. Kompozitlerin arasında en yüksek

temas açısını veren örnek 111° ile su kullanılarak test edilen %5 SPT + %3 Silanil

örneğidir. Temas açısı değerlerinin büyük çoğunluğu 90°‟den büyük çıkmıştır. Bu

durumda kompozit malzemelere eklenen dolgu ve kimyasal maddelerle istenen

hidrofobik özellikler kazandırılmıştır.

4.4. Termogravimetrik Analiz (TGA) Bulguları

Sıcaklığa tabi tutulan bir malzemenin ağırlık değişimi ölçümü için Termogravimetrik

Analiz kullanılır (Al-Ayed, 2018). 5 mg‟lık numuneler 5‟er derece artışlarla ısıtılmış

ve her numune için farklı sıcaklık ve kütle kaybı grafikleri elde edilmiştir.

Termogravimetrik Analizle sıcaklık etkisiyle madde miktarındaki değişim miktarının

zamana göre ikinci türevleriyle oluşturulan grafiklerin eğimleri yardımıyla

aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. Tetra Pak + PE örneğinin Termogravimetrik

analiz sonucunda sıcaklık ile madde miktarındaki değişimi Şekil 4.2‟de

gösterilmiştir.

Temp Cel600.0500.0400.0300.0200.0100.0

DT

A u

V

250.0

200.0

150.0

100.0

50.0

0.0

TG

mg

6.000

5.500

5.000

4.500

4.000

3.500

3.000

2.500

2.000

1.500

1.000

DT

G u

g/m

in

700.0

600.0

500.0

400.0

300.0

200.0

100.0

0.0

Şekil 4.2. Tetra Pak + PE örneğinin TGA ile sıcaklık ve madde miktarı değişimi

58

Tetra Pak + PE grafiğinde madde miktarı (TG mg) değişimi (mavi renkli eğri),

500°C ‟den önce yaklaşık 6 mg‟lık örneğin tamamen bozunduğunu göstermektedir.

Madde miktarındaki azalmanın yaklaşık 250°C‟de başladığı görülmektedir. Bu

sıcaklık derecesinin örneğe dolgu maddesi ve eşleştirici kimyasal eklenip

eklenmemesi ile ilgili olarak değiştiği söylenebilir. Şekilde kırmızı renkle gösterilen

DTG eğrisi ağırlık kaybı hızının sıcaklık ve sürenin fonksiyonu olduğunu belirtir

(Düz, 2018). DTG‟de en yüksek pik 480°C civarında gözlemlenmiştir. Bu sıcaklık

değerinden sonra keskin bir şekilde madde miktarı kaybı görülmüştür. Tetra Pak +

PE + %15 Kalsit + %3 MAPE örneğinin Termogravimetrik analiz sonucunda

sıcaklık ile madde miktarındaki değişimi Şekil 4.3‟te gösterilmiştir.

Temp Cel600.0500.0400.0300.0200.0100.0

DT

A u

V

90.00

80.00

70.00

60.00

50.00

40.00

30.00

20.00

10.00

0.00

TG

mg

7.500

7.000

6.500

6.000

5.500

5.000

4.500

4.000

3.500

3.000

DT

G u

g/m

in

550.0

500.0

450.0

400.0

350.0

300.0

250.0

200.0

150.0

100.0

50.0

0.0

Şekil 4.3. Tetra Pak + PE + %15 Kalsit + %3 MAPE örneğinin TGA ile sıcaklık ve

madde miktarı değişimi

MAPE ve Kalsit eklenen örneğin analiz sonucu incelendiğinde madde miktarının,

yaklaşık 500°C‟yi geçince tamamen bozunduğu gözlenmektedir. Madde

miktarındaki azalma 200°C‟lerde başlamıştır. DTG eğrisi ise dolgu maddesi ve

eşleştirici katılmayan Tetra Pak + PE örneğine göre daha farklı yüksek hız değerleri

göstermiştir. Bu durumun Kalsit ve MAPE‟den kaynaklandığı düşünülmektedir.

DTG‟de en yüksek sıcaklık değeri 330°C civarında görülmüştür. İkinci yüksek hız

59

değeri ise 450°C‟de gözlemlenmiştir. Tetra Pak + PE + %15 Kalsit + %3 Silanil

örneğinin Termogravimetrik analiz sonucunda sıcaklık ile madde miktarındaki

değişimi Şekil 4.4‟te gösterilmiştir.

Temp Cel600.0500.0400.0300.0200.0100.0

DT

A u

V

14.00

12.00

10.00

8.00

6.00

4.00

2.00

0.00

-2.00

-4.00

-6.00

-8.00

TG

mg

6.500

6.000

5.500

5.000

4.500

4.000

3.500

3.000

2.500

DT

G u

g/m

in

700.0

600.0

500.0

400.0

300.0

200.0

100.0

0.0

Şekil 4.4. Tetra Pak + PE + %15 Kalsit + %3 Silanil örneğinin TGA ile sıcaklık ve

madde miktarı değişimi

Silanil ve Kalsit eklenen örneğin analiz sonucu incelendiğinde madde miktarının,

600°C‟ye yakın yerlerde tamamen bozunduğu gözlemlenmektedir. Silanil eşleştirici

kimyasalının, MAPE‟li örneğe göre bozunma sıcaklık değerini daha yükseğe

çıkardığı söylenebilir. Bu örnekte; DTG eğrisi yaklaşık 350°C ve 470°C‟lerde iki

kütle kaybı basamağı sergilemektedir. 100°C‟de görülen hız düşüşü içeriğindeki

maddelerden birinin bozunup tükendiğini göstermektedir. Madde miktarı eğrisinin

diğer grafiklerle karşılaştırıldığında daha yüksek sıcaklıklara çıktığı görülmektedir.

Aynı zamanda diğer grafiklere göre eğrilerde daha istikrarlı düşüşler göze

çarpmaktadır. Kalsit ve Silanil birlikte kullanıldığında bozunma sıcaklığı

yükselmektedir denilebilir. Eşleştirici kimyasal olarak Silanal‟in iyi bir bağlanma

göstererek direnç sağladığı söylenebilir.

60

Tetra Pak + %3 Titanat örneğinin Termogravimetrik analiz sonucunda sıcaklık ile

madde miktarındaki değişimi Şekil 4.5‟te gösterilmiştir.

Temp Cel600.0500.0400.0300.0200.0100.0

DT

A u

V200.0

180.0

160.0

140.0

120.0

100.0

80.0

60.0

40.0

20.0

0.0

TG

mg

8.000

7.000

6.000

5.000

4.000

3.000

2.000

DT

G u

g/m

in

700.0

600.0

500.0

400.0

300.0

200.0

100.0

0.0

Şekil 4.5. Tetra Pak + PE + %3 Titanat örneğinin TGA ile sıcaklık ve madde miktarı

değişimi

Titanat eklenen örnekte madde miktarı 500°C‟yi geçtikten sonra tükenmeye

başlamıştır. DTG, dakikadaki madde miktarı (grama çevrilmiştir) kaybı eğrisi farklı

sıcaklıklarda (90°C-350°C) keskin hız değişimleri göstermiştir. Diğer grafiklere

nazaran 100°C‟de ani bir kütle kaybı görülmüştür. Titanatlı bu örnek MAPE

kullanılan örneğe benzer reaksiyon özellikleri göstermiştir. En yüksek DTG piki

350°C civarında gözlemlenmiştir. Genel olarak; Silanil kullanılan örnekte

bozunmaya karşı daha çok direnç sağlandığı söylenebilir. Yapılan başka bir

çalışmada; Termogravimetrik analiz sonucunda Tetra Pak madde miktarının

500°C‟de bittiği gözlemlenmiştir. Karton tabaka, plastik tabakadan daha düşük bir

sıcaklıkta bozunmuştur. PE 475°C‟de max. pik yaparak, karton ise 360°C‟de max.

pik yaparak ayrışmıştır. Tetra Pak‟ın kömürleşme olayından esas sorumlunun karton

kısmı olduğu belirtilmiştir. 100°C civarında görülen kütle kaybı, suyun azalmasıyla

oluşmuştur. Alüminyum‟un ise bozunma üzerinde etkisinin olmadığı

gözlemlenmiştir. Polietilen‟in kütle kaybından önce selülozun bozunmasının

61

tamamlandığı belirtilmiştir (Korkmaz vd., 2009). Çıkan grafiklerde suyun yaklaşık

100°C‟de bozunduğu görülmektedir. Titanat‟lı örnekte diğerlerinden farklı olarak

100°C civarında ani bir inişle su kaybı görülmektedir. Bu sıcaklık derecesinde

madde miktarı hızı da diğer grafiklere göre daha keskin bir pik göstermiştir. Bu

örnekte Titanat ve su istenen uyumu gösterememiştir denilebilir. Bir diğer çalışmaya

göre; odun ve polimer karışımların termal davranışları incelendiğinde, selülozun

kütle kaybı yüzdesinin 326°C‟de en yüksek seviyeye ulaştığı, Polietilen‟in kütle

kaybı yüzdesinin ise 482°C sıcaklıkta en yüksek miktara ulaştığı gözlemlenmiştir

(Sharypov vd., 2001).

Termal analiz yöntemleri yüzyıl öncesine dayanmaktadır. Bu yöntemler; kütle kaybı

ölçümüne dayalı TG (Termogravimetri), DTA (diferansiyel termal analiz) ve DSC

(diferansiyel taramalı kalorimetri) sıcaklık farkına dayalı yöntemler olmak üzere iki

çeşittir. Sıcaklık veya zamanın fonksiyonu olarak incelenen kütle kaybındaki

değişiklikler Termogravimetri yöntemi kapsamındadır. Cihazın bünyesinde bulunan

fırın sıcaklığı 25-1600°C arasında isteğe bağlı sürelerde arttırılabilmektedir.

Diferansiyel Termal Analiz‟de (DTA) kristalizasyon; ekzotermik, buharlaşma ve

erime; endotermik olarak fiziksel bir olayken; oksitlenme ve polimerleşme

ekzotermik, dehidrasyon ve bozunma ise endotermik olaylardır. DTA ile inorganik

maddeler (seramikler, silikatlar vb.) incelenir, organik maddelerin ise erime ve

kaynama sıcaklıklarının tespit edilmesi amaçlanmaktadır. Buna ek olarak

polimerlerdeki fiziksel ve kimyasal değişiklikler incelenir. Cihazdaki örneğin

oksijenle buluşması sonucu yanmayı engellemek için sistemden azot gazı

geçirilmelidir. Analiz sonucunda veriler yazılımla bir grafiğe aktarılmaktadır. X

ekseninde sıcaklık vardır ve sıcaklığa bağlı diğer parametrelerin değişim eğrileri

yazılım sayesinde ortaya çıkarılabilmektedir. Aktivasyon enerjilerinin

hesaplanabilmesi için farklı sıcaklıklarda en az üç analiz eğrisinin olması

gerekmektedir (Ünlü, 2007). Termogravimetrik analiz (TGA) materyalin

kütlesindeki değişikliği ölçen bir donanımdır (Al-Ayed, 2018). Termogravimetri

sabit bir sıcaklıkta miktar üzerinde bir avantaja sahiptir, örnek istenen sıcaklığa

ısıtılırken bir miktar örnek değişebilmektedir. Özellikle yüksek polimerlerin

bozulmasında örnekteki ilk yapı değişir (Ozawa, 1965). Aktivasyon enerjisi Hood

tarafından yaklaşık yüz yıl önce sıcaklığa bağlı deneysel bir ilişki şeklinde ortaya

62

çıkarılmıştır (Sudha vd., 2014). Malzemelerin aktivasyon enerjileri aşağıdaki

denkleme göre hesaplanmıştır (Yakuphanoğlu, 2017).

E = - slope x 8,315 (J/mol.K) (4.2)

Burada;

E = Aktivasyon Enerjisi,

8,315 = Gaz sabiti,

Slope = Eğim.

Farklı dolgu maddeleri ile hazırlanmış 30 adet kompozit malzeme çeşitlerinin 10, 15

ve 20 derecelerde Termogravimetrik analizleri yapılmış, grafikler elde edilmiş ve bu

grafiklerden yararlanılarak aktivasyon enerjilerinin (AE) ortalama değerleri

hesaplanmıştır, sonuçlar Çizelge 4.40„ta gösterilmiştir.

Çizelge 4.40. Kompozit türlerinin aktivasyon enerjileri

Kompozit Türleri

AE

Ortalama Değerler

(J/mol.K)

1. ÖRNEK %25 Kalsit %3 Silanil 28,360



4. ÖRNEK %5 Kalsit %3 Titanat 28,348



7. ÖRNEK %25 BA %3 Silanil 28,311



10. ÖRNEK %25 BA %3 Titanat 28,447



13. ÖRNEK %25 Kalsitli 28,502



16. ÖRNEK %3 Titanat 27,944

17. ÖRNEK Tetra Pak + PE 28,028

18. ÖRNEK Tetra Pak 28,255

19. ÖRNEK %25 BA 28,033

20. ÖRNEK %15 BA 28,031

21. ÖRNEK %5 BA 27,974

22. ÖRNEK %25 Kalsit %3 MAPE 27,969



25. ÖRNEK %25 SPT(AA Yok) %3 Titanat 27,974



28. ÖRNEK %25 BA %3 MAPE 28,046

29. ÖRNEK %15 BA %3 MAPE 28,101

30. ÖRNEK %5 BA %3 MAPE 28,041

63

Aktivasyon enerjileri bakımından Borik Asit ve MAPE kullanılanlarda her oran için

yaklaşık aynı değerler tespit edilmiştir. Değerlere bakıldığında aynı sıcaklık

derecesinde farklı dolgu maddeleri içeren kompozit örneklerinde çok fark olmadığı

görülmektedir. TGA ile çoğu örneğin 600°C‟de bozunarak tükendikleri

gözlemlenmiştir. İçeriğinde sadece Tetra Pak bulunan örnek yaklaşık 100°C‟de,

%15 Borik Asit %3 Titanat olan örnek 300°C‟de, %15 Borik Asit %3 Silanil olan

400°C‟de, %5 Kalsit, %3 Titanat, Tetra Pak ve PE, %25 Kalsit %3 MAPE, %15

Kalsit %3 MAPE, %5 Kalsit %3 MAPE olan örnekler 550°C‟de, %5 Kalsit %3

MAPE, %15 Kalsit %3 MAPE, %25 Kalsit %3 MAPE örneklerinin ise 900°C‟de

bozunarak tükendikleri gözlemlenmiştir. Termogravimetrik analiz (TGA) sonucunda

kompozit çeşitlerinin termal kararlılıkları belirlenmiştir. Hesaplanan aktivasyon

enerjileri sonucu 10-15-20°C‟lerdeki örneklerde her bir sıcaklık grubu için

birbirlerine yakın değerler gözlemlenmiştir. Kullanılan dolgu maddelerinin bu

sıcaklık değerlerinde önemli bir etkisinin olmadığı gözlemlenmiştir. Daha yüksek

oranlarda dolgu maddesi kullanımıyla bu sonuçların artacağı düşünülmektedir.

Bozunmanın kinetik modellenmesi farklı çalışma şartları altındaki malzeme

davranışının kesin bir tahmini için büyük önem taşımaktadır (Sánchez-Jiménez et al.,

2010). Flynn-Wall-Ozawa metodu; aktivasyon enerjisi değeri hesaplanmasında

reaksiyon mekanizması hakkında hiçbir bilgi olmadan kullanılabilmektedir. Bu

metod aşağıdaki eşitlikte gösterilmiştir (Flynn ve Wall, 1966; Ozawa, 1965).

(4.3)

: Isıtma oranı,

: Üslü katsayı,

: Değişimin fonksiyonu,

: Aktivasyon Enerjisi,

: Gaz sabiti,

Böylece farklı ısıtma oranları ) ve değişimin verilen bir derecesi için ,

vb. 1/T doğrusal bir ilişki gözlemlenir ve aktivasyon enerjisi düz çizginin

eğiminden hesaplanabilmektedir (Flynn ve Wall, 1966; Ozawa, 1965; Pistor vd.,

2010). Seçilen her bir dönüşüm noktası için aktivasyon enerjisi değerleri, elde edilen

64

eğilim çizgisinin eğimi ile gösterilir (Al-Ayed, 2018). Flynn-Wall-Ozawa metoduyla

hesaplanan kompozit malzemelerin aktivasyon enerjilerinin grafikleri genel bir eğim

göstermişlerdir. Kompozit çeşitlerinin kinetik davranışlarının birbirine yakın

sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Aşağıdaki grafiklerde 30 örneğin azot ortamında

farklı sıcaklık dereceleriyle kinetik enerjilerinin hesaplandığı grafikler sırasıyla

gösterilmiştir. Grafiklerde x ekseninde belirtilen Kelvin cinsinden sıcaklık ile y

eksenindeki sıcaklığın logaritması arasında çizilen grafiklerin eğimi aktivasyon

enerjisini vermektedir. Grafikteki 1,895661 sayısı Arrhenius sıcaklık integralindeki

bağımsız katsayıdır (Tang vd., 2003).

Şekil 4.6‟da %5 Kalsit + %3 Silanil kompozit örneğinin azot ortamında kinetik

analiz eğrisi gösterilmiştir.

Şekil 4.6. %5 Kalsit + %3 Silanil kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz

eğrisi

65

Şekil 4.7‟de %15 Kalsit + %3 Silanil kompozit örneğinin azot ortamında kinetik



eğrisi

Şekil 4.8‟de %25 Kalsit + %3 Silanil kompozit örneğinin azot ortamında kinetik



eğrisi

66

Şekil 4.9‟da %5 Kalsit + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında kinetik


Şekil 4.9. %5 Kalsit + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz

eğrisi

Şekil 4.10‟da %15 Kalsit + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında kinetik



analiz eğrisi

67

Şekil 4.11‟de %25 Kalsit + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında kinetik



analiz eğrisi

Şekil 4.12‟de %5 BA + %3 Silanil kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz

eğrisi gösterilmiştir.

Şekil 4.12. %5 BA + %3 Silanil kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz

eğrisi

68

Şekil 4.13‟te %15 BA + %3 Silanil kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz



eğrisi

Şekil 4.14‟te %25 BA + %3 Silanil kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz



eğrisi

69

Şekil 4.15‟te %5 BA + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz


Şekil 4.15. %5 BA + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz

eğrisi

Şekil 4.16‟da %15 BA + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında kinetik



eğrisi

70

Şekil 4.17‟de %25 BA + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında kinetik



eğrisi

Şekil 4.18‟de %5 Kalsit kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi

gösterilmiştir.

Şekil 4.18. %5 Kalsit kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi

71

Şekil 4.19‟da %15 Kalsit kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi

gösterilmiştir.


Şekil 4.20‟de %25 Kalsit kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi

gösterilmiştir.


72

Şekil 4.21‟de %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi

gösterilmiştir.

Şekil 4.21. %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi

Şekil 4.22‟de Tetra Pak + Plastik (PE) kompozit örneğinin azot ortamında kinetik


Şekil 4.22. Tetra Pak + Plastik kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz

eğrisi

73

Şekil 4.23‟te Tetra Pak kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi

gösterilmiştir.

Şekil 4.23. Tetra Pak kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi

Şekil 4.24‟te %5 BA kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi

gösterilmiştir.

Şekil 4.24. %5 BA kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi

74

Şekil 4.25‟te %15 BA kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi

gösterilmiştir.


Şekil 4.26‟da %25 BA kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz eğrisi

gösterilmiştir.


75

Şekil 4.27‟de %5 Kalsit + %3 MAPE kompozit örneğinin azot ortamında kinetik


Şekil 4.27. %5 Kalsit + %3 MAPE kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz

eğrisi

Şekil 4.28‟de %15 Kalsit + %3 MAPE kompozit örneğinin azot ortamında kinetik



analiz eğrisi

76

Şekil 4.29‟da %25 Kalsit + %3 MAPE kompozit örneğinin azot ortamında kinetik



analiz eğrisi

Şekil 4.30‟da %5 SPT (AA Yok) + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında

kinetik analiz eğrisi gösterilmiştir.

Şekil 4.30. %5 SPT (AA Yok) + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında

kinetik analiz eğrisi

77

Şekil 4.31‟de %15 SPT (AA Yok) + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında




Şekil 4.32‟de %25 SPT (AA Yok) + %3 Titanat kompozit örneğinin azot ortamında




78

Şekil 4.33‟te %5 BA + %3 MAPE kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz


Şekil 4.33. %5 BA + %3 MAPE kompozit örneğinin azot ortamında kinetik analiz

eğrisi

Şekil 4.34‟te %15 BA + %3 MAPE kompozit örneğinin azot ortamında kinetik



eğrisi

79

Şekil 4.35‟te %25 BA + %3 MAPE kompozit örneğinin azot ortamında kinetik



eğrisi

Şekil 4.6, 4.7, 4.8‟deki grafiklere göre, Silanil oranının sabit tutulduğu Kalsit‟li

örneklerde 10 derecede Kalsit oranı arttıkça eğimin arttığı, 15 derecede Kalsit oranı

arttıkça eğimin azaldığı ve 20 derecede ise %15 Kalsit‟li örnekte en yüksek eğimin

ortaya çıktığı gözlemlenmiştir.

Şekil 4.9, 4.10, 4.11‟deki grafiklere göre, Titanat oranının sabit tutulduğu örneklerde

10 derecede %5 Kalsit‟li olan örnek en yüksek eğimi vermiştir, 15 derecede Kalsit

oranı arttıkça eğimin de arttığı gözlemlenmiştir. 20 derecede %25 Kalsit‟li örnekte

en yüksek eğimin olduğu belirlenmiştir.

Şekil 4.12, 4.13, 4.14‟teki grafiklere göre, Silanil oranının sabit tutulduğu örneklerde

10 derecede Borik Asit (BA) oranı artıkça eğimin arttığı, 15 ve 20 derecelerde %5

BA içeren örneklerde en yüksek eğim değerlerinin çıktığı belirlenmiştir.

Şekil 4.15, 4.16, 4.17‟deki grafiklere göre, Titanat oranının sabit tutulduğu

örneklerde 10 derecede %5 BA içeren örnekte en yüksek eğim değeri, 15 ve 20

derecelerde %25 BA içeren örneklerde en yüksek eğim değerleri gözlemlenmiştir.

80

Şekil 4.18, 4.19, 4.20‟deki grafiklere göre, 10, 15 ve 20 derecelerde Kalsit oranı

arttıkça eğimlerin arttığı gözlemlenmiştir.

Şekil 4.21‟deki grafiğe göre Titanat oranı sabit tutulduğunda en yüksek eğim değeri

10 derecede gözlemlenmiştir.

Şekil 4.22‟deki grafiğe göre Tetra Pak + Plastik (PE) oranı sabit tutulduğunda 10

derecede en yüksek eğim değeri gözlemlenmiştir.

Şekil 4.23‟teki grafiğe göre Tetra Pak oranı sabit tutulduğunda 10 derecede en

yüksek eğim değeri gözlemlenmiştir.

Şekil 4.24, 4.25, 4.26‟daki grafiklere göre, 10 derecede Borik Asit oranı arttıkça

eğim değerinin arttığı, 15 derecede %5 BA örneğinin en yüksek eğim değerini

verdiği, 20 derecede %15 BA örneğinde en yüksek eğim değeri gözlemlenmiştir.

Şekil 4.27, 4.28, 4.29‟daki grafiklere göre, MAPE oranının sabit tutulduğu

örneklerde 10 ve 15 derecede %5 Kalsitli örneğin eğim değeri en yüksek çıkmıştır.

20 derecede %15 Kalsitli örneğin eğim değerinin en yüksek çıktığı gözlemlenmiştir.

Şekil 4.30, 4.31, 4.32‟deki grafiklere göre, Titanat oranının sabit tutulduğu

örneklerde 10 derecede SPT oranının azalmasıyla eğim değerinin yükseldiği

gözlemlenmiştir. 15 derecede %15 SPT‟li örnek en yüksek eğim değerine sahiptir.

20 derecede ise SPT oranı azaldıkça eğim değerinin arttığı görülmektedir.

Şekil 4.33, 4.34, 4.35‟teki grafiklere göre, MAPE oranının sabit tutulduğu örneklerde

10, 15 ve 20 derecelerde %15 BA‟lı örnekte en yüksek eğim değerleri

gözlemlenmiştir. Eğim değerleri aktivasyon enerjisi hesaplanırken kullanılır ve

yüksek çıkması aktivasyon enerjisinin de yüksek çıkması anlamına gelir.

Termal analizde, değişen sıcaklıkla malzemenin termal davranışları incelenir ve

bileşiklerin karakteristikleri hakkında tahminler yapılabilir (Dollimore, 1978). Farklı

sıcaklıklarda maddede kütle kayıpları oluşabilmektedir. Oluşan kütle kayıpları

81

sıcaklık değişimine bağlı olarak maddenin ayrışması veya genellikle su gibi uçucu

bileşiklerin yapıdan ayrılması olayıdır (Blaine ve Hahn, 1998).

Rantuch vd. (2014), Polipropilen kompozitinin termogravimetrik analizini

araştırdıkları çalışmalarında 230°C‟ye kadar önemli ölçüde bir kütle kaybının

olmadığını gözlemlemişlerdir. Bu çalışmadaki kompozitlerin aktivasyon enerjileri

Flynn-Wall-Ozawa metoduyla hesaplandığında 106.35 kJ mol-1

‟e kadar ulaştığı

belirtilmiştir. Liu vd. (2013), Çin Göknarı‟nın termal bozunması özelliklerini

araştırdıkları çalışmalarında aktivasyon enerjisini 155.38-180.04 kJ/mol olarak

Flynn-Wall-Ozawa metodu kullanarak hesaplamışlardır. Bu tez çalışmasında üretilen

kompozitlerin aktivasyon enerjisi değerleri ortalama 30 J/mol.K hesaplanmıştır. Bu

değerler kompozitlerin birleşebilmeleri için istenen eşik enerji değerini

göstermektedir. Birbirlerine yakın sonuçların çıkması eklenen dolgu maddelerinin

miktarlarından ve kompozitlerin çok iyi bir bağlanma gösteremediklerinden

kaynaklandığı düşünülmektedir.

82

5. SONUÇ VE ÖNERĠLER

Tez kapsamında üretilen atık kağıt kompozitlerin 2 ve 24 saatlik su emme

deneyleriyle boyutlarındaki yüzde değişimleri hesaplanmıştır. Bunun sonucunda

kompoziti oluşturan matris malzeme, eklenen eşleştirici kimyasallar ve mineral

dolgu maddelerinin boyutsal değişimdeki yüzdeleri değerlendirilmiştir. Sonuç

olarak; katkı maddeleri ve birleştirici maddeler esas olarak fiziksel ve mekanik

özellikler üzerinde etkilidir. Bu katkı maddeleri veya birleştirici kimyasallar

değiştirilerek oluşturulan ürün performansı geliştirilebilir. Takviye eleman ve matris

malzeme arayüzey uyumu oluşturulan kompozit malzemenin özelliklerini

etkilemektedir. Üretilen kompozit malzeme çeşitleri içinde farklı oranlarda takviye

malzemesi olarak kullanılan toz kalsitle, kompozitte alev almaya karşı dayanıklılığın

arttırılması amaçlanmış böylece sıcak preste malzemenin yanması engellenmiştir.

Presten çıkan kompozit levhaların yüzeylerinde yanığa rastlanmayışı Kalsit‟in bu

özelliğinin bir sonucu olarak düşülmektedir. Çalışmada üretilen kompozit malzeme

türlerinden SPT ve Asetik Asit‟in birlikte kullanıldığı örnek çeşitlerinde genel olarak

görülen dezavantaj mekanik dayanımın düşük olmasıdır. SPT ile istenilen

birleştiricilik özelliği sağlanamamış olup, kompozit malzemeyi fiziksel ve mekanik

yönde olumsuz etkilemiştir.

Kompozit örneklerinde kullanılan eşleştirici kimyasal türleri göz önüne alınarak su

emme yüzdeleri arasında yapılacak bir karşılaştırmaya göre; MAPE kullanılan

örneklerde daha az su emme özelliği gözlemlenmiştir. Literatürdeki benzer kompozit

örnekleri için de uyum sağlayıcı ajan olarak kullanılan Maleik Anhidridle

Kraftlanmış Polietilen‟in kompozite hidrofob özellik kazandırdığı söylenebilir. SPT,

Asetik Asit ve Silanil‟in birlikte kullanıldığı örnekler homojen bir yapıya sahip

olmadıkları için yer yer kompozit plakada bozulmalar meydana gelmiş bunun sonucu

olarak da 24 saat sonunda su emme oranları oldukça yüksek çıkmıştır. Diğer taraftan

SPT, Asetik Asit ve bağlayıcı ajan olarak MAPE‟nin kullanıldığı kompozit örnekleri

daha homojen olmuştur. Buna bağlı olarak 2 ve 24 saat su emme deneyi sonuçları

hem düşük hem de birbirlerine yakın değerler çıkmıştır. Su emme testinde, Titanat‟ın

kullanıldığı örnekler ise MAPE ve Silanil eşleştiricilerinin kullanıldığı kompozit

örneklerinin arasında değerlerde yer almaktadırlar. Bu durumun sonucu olarak tezde

su emme deneyi için, atık kağıtlardan üretilen kompozitlerde bağlayıcı ajan olarak

83

MAPE ve Silanil kullanımı genel olarak daha başarılı sonuçlar vermiştir. Uyum

sağlayıcı ajan olarak MAPE ya da Silanil kullanılan kompozitlerin rutubetli alanlarda

düzenli bakımlar yapılmak şartıyla kullanılabileceği düşünülmektedir.

Mekanik test bulgularında, eğilme dayanımında ortalama olarak en yüksek değeri,

Tetra Pak + PE + %15 Kalsit + %3 Silanil örneği vermiştir. Silanil‟in bağlayıcılık

özelliğinin eğilme dayanımı üzerine olumlu etki ettiği gözlemlenmiştir. Yüksek

eğilme dayanımı veren örneklerden biri de Tetra Pak + PE örneğidir. Bu kompozit

örneğinde hiçbir eşleştirici kimyasal kullanılmayışı dikkat çekmektedir. MDF

(Medium Density Fiberboard) liflere dik eğilme direnci ortalama olarak 24,70

N/mm2, Sarıçam kerestesinde ise 73,24 N/mm

2, olarak bulunmuştur (Efe ve Kasal,

2007). Bu durumda üretilen kompozit malzemelerin orta sertlikteki bir lif levhadan

daha düşük dirence sahip oldukları söylenebilir. Adhikary vd. (2008), çalışmalarında

%47 oranında yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE), %50 oranında odun unu ve %3

oranında bağlayıcı ajan olarak maleik anhidrit graft edilmiş polipropilen (MAPP)

kullanarak oluşturdukları kompozit örneklerinde eğilme direnci 25,5 Mpa olarak

belirtilmiştir. Odun plastik kompozitlerin, bu çalışmada elde edilen kompozit

malzemelerin direnç özelliklerinden daha iyi olduğu sonucuna varılmıştır. Bu

durumun atık kağıtlardan elde edilen kompozit örneklerinin formüle edilmelerinden

ve içeriklerinin homojen dağılım gösteremediğinden kaynaklandığı söylenebilir.

Eğilme dayanımında ortalama olarak en düşük değeri ise; (630 g) Tetra Pak + Plastik

+ %25 (157 g) SPT + 100 ml‟lik Asetik Asit‟li kompozit örneği vermiştir.

Ülkemizde emprenye maddelerinde mantar, deniz zararlıları, böceklere karşı ve

ağacın yanma özelliklerini geciktirmek amaçlı borlu bileşikler kullanılmaktadır

(Sivrikaya ve Saraçbaşı, 2004). SPT maddesi bu çalışmada yangından koruma amaçlı

ve renk stabilizasyonunu sağlamak amaçlı kullanılmıştır. Üretilen kompozitlerin

renklerinde bir düzensizlik olmadığı gözlemlendiği için bu konuda olumlu etki söz

konusudur. Sıcak pres altında Asetik Asit olmadan kullanılan SPT‟li kompozit levha

yüzeylerinde herhangi bir yanma söz konsu olmamıştır. Fakat Asetik Asit ile

karıştırılıp üretilen kompozit türlerinin mekanik özellikleri olumsuz yönde

etkilenmiştir. Asetik Asit miktarı azaltılarak bu olumsuzluğun giderilebileceği

düşünülmektedir. Elastikiyet modülü tespitinde en yüksek ortalama değeri veren

kompozit grubu, toplamda 0,630 kg Tetra Pak + Plastik malzemeye %15 (94 g)

84

Borik Asit ve %3 (18 g) Titanat eklenen örnektir. Eşleştirici kimyasal olarak

Titanat‟ın kullanılışı dolgu maddesine işlevsellik katarak malzemeye esneklik

kazandırdığı söylenebilir. Bu arayüzey ajanı vizkoziteyi azaltma ve yüzeyi yağlama

eğilimindedirler. Titanat bağlayıcı ajanı temas açısı deneyinde hidrofobiklik

konusunda olumlu yönde değişikliklere yol açmaktadır (Xanthos, 2005). Elastikiyet

modülü tespitinde en düşük ortalama değerleri veren kompozit grupları ise; Tetra

Pak + Plastik + İnorganik madde + Eşleştirici kimyasal madde reçetesiyle hazırlanan,

inorganik madde olarak %5 (31 g), %15 (94 g), %25 (157 g) Kalsit, eşleştirici

kimyasal olarak %3 (18 g) Titanat eklenen örneklerdir. Bu durumda Kalsit ve

Titanatın mineral dolgu maddesi ve eşleştirici olarak birbirlerine tutunmada istenen

arayüzey uyumu sağlanamamış olduğu kırılgan bir malzeme ortaya çıktığı

görülmüştür.

Kompozitlerin mekanik özellikleri istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Grupların

birbirinden farklı olup olmadıklarını vermesi için ve ikiden fazla kompozit grubunun

varlığından dolayı Varyans Analizi (Anova) yapılmıştır. Mekanik test sonuçlarının

normal dağılıma uygun olup olmadığını ortaya koymak için Shapiro-Wilk testi

yapılmıştır. Hem eğilme dayanımı ölçülen grupların hem de eğilmede elastikiyet

modülü ölçülen grupların önem düzeyleri P>0,05 çıktığı için tüm grupların normal

dağılım gösterdiği gözlemlenmiştir. Varyans analizi tablosunda önem düzeyi P<0,05

çıktığı için kompozit grupları arasında eğilme dayanımları bakımından önemli bir

fark olduğu görülmüştür. Bunun sonucunda hangi grupların ortalama değerleri

arasında farklılıklar olduğu Tamhane T2 testiyle belirlenmiştir. Buna göre,Tetra Pak

+ Plastik grubunun eğilmede elastikiyet modülü üzerine; Tetra Pak + Plastik + BA +

Titanat, Tetra Pak + Plastik + Kalsit + Titanat, Tetra Pak + Plastik + SPT + AA +

Titanat, Tetra Pak + Plastik + BA + MAPE, Tetra Pak + Plastik + BA + Silanil

gruplarında anlamlı farklılıklar gösterdiği belirlenmiştir. Tetra Pak + Plastik

kompozitlerin eğilme dayanımları üzerine kompozitlere eklenen eşleştirici kimyasal

madde çeşidi etkisinin genel olarak farklılık oluşturduğu gözlemlenmiştir. Kalsit

eklenmiş kompozit gruplarının ise diğer gruplarla eğilme dayanımı üzerine

aralarında anlamlı bir fark olmadığı tespit edilmiştir. Tetra Pak + Plastik karışımına

Borik Asit eklenmiş gruplar eğilme dayanımı bakımından Borik Asit + Titanat ve

Borik Asit + MAPE eklenmiş kompozit gruplarla aralarında anlamlı bir fark olduğu

belirlenmiştir. SPT + AA eklenmiş kompozit grubunun eğilme dayanımı üzerine

85

kimyasal madde eklenmiş diğer kompozit gruplarıyla aralarında anlamlı bir fark

olmadığı tespit edilmiştir. Benzer şekilde Titanat eklenmiş kompozit grubunun da

kırılma direnci bakımından diğer gruplarla karşılaştırıldığında aralarında anlamlı bir

fark olmadığı tespit edilmiştir. Borik Asit + Titanat eklenerek üretilen kompozit

grubunun eğilme dayanımı Borik Asit eklenmiş kompozit gruptan ve sadece Tetra

Pak + Plastikten oluşan gruplardan farklıdır. Kalsit ve Titanat eklenmiş grubun

eğilme dayanımı kimyasal bağlayıcı ajan eklenmemiş Tetra Pak + Plastik kompozit

grubu ile farklılık göstermektedir. Tetra Pak + Plastik karışıma SPT + AA + Titanat

eklenmiş kompozit grubunun kırılma direnci değerleri Tetra Pak + Plastik grubu ile

farklılık göstermiştir. Borik Asit + MAPE eklenmiş kompozit grubu hiç kimyasal

madde eklenmemiş grup ve Borik Asit eklenmiş kompozit grubu ile anlamlı bir fark

göstermiştir. Borik Asit + Silanil eklenmiş kompozit grubu hiç kimyasal madde

eklenmemiş Tetra Pak + Plastik kompozit grubu ile eğilme dayanımı değerleri

bakımından farklı olduğu tespit edilmiştir.

Kompozit türlerinin içerdikleri katkı maddeleri ve kimyasal çeşitleri arttıkça genel

olarak elastikiyet modüllerinin bir miktar arttığı gözlemlenmiştir. Elastikiyet

modülleri bakımından kompozit çeşitleri varyans analizi ile karşılaştırılmış önem

düzeyi P<0,05 olduğu için örnekler arasında anlamlı fark olduğu tespit edilmiştir.

Hangi grupların ortalama değerleri arasında farklılıklar olduğu Tamhane T2 testi ile

belirlenmiştir. Tamhane T2 testi sonuçlarına göre Tetra Pak + Plastik grubunun

eğilmede elastikiyet modülü üzerine; Tetra Pak + Plastik + Kalsitli, Tetra Pak +

Plastik + Titanatlı, Tetra Pak + Plastik + Kalsitli + Titanatlı, Tetra Pak + Plastik +

SPT + AA + Titanatlı, Tetra Pak + Plastik + SPT + AA + MAPE, Tetra Pak + Plastik

+ BA + Silanil gruplarında anlamlı farklılıklar gösterdiği belirlenmiştir. Tetra Pak +

Plastik kompozitlerin eğilmede elastikiyet modülü üzerine kompozitlere eklenen

eşleştirici kimyasal madde çeşidi etkisinin genel olarak farklılık oluşturduğu

gözlemlenmiştir. Ancak Tetra Pak + Plastik grubunun Tetra Pak + Plastik + BA +

MAPE ve Tetra Pak + Plastik + Kalsit + MAPE grupları ile benzer elastikiyet

modülü değerleri gösterdiği ve anlamlı farklılık oluşturmadığı belirlenmiştir. Benzer

durumda, Tetra Pak + Plastik + Kalsitli kompozit grubunun eğilmede elastikiyet

modülü üzerine Tetra Pak + Plastik ve Tetra Pak + Plastik + BA + Silanil gruplarıyla

anlamlı farklılık gösterdiği tespit edilmiştir. Tetra Pak + Plastik + Kalsitli kompozit

grubu, Tetra Pak + Plastik + Titanat, Tetra Pak + Plastik + Kalsit + Titanat, Tetra

86

Pak + Plastik + SPT + AA + Titanat, Tetra Pak + Plastik + BA + MAPE, Tetra Pak +

Plastik + SPT + AA + MAPE, Tetra Pak + Plastik + Kalsit + MAPE kompozit

çeşitleriyle elastikiyet modülü bakımından benzerlikler göstermektedir. Tetra Pak +

Plastik + Titanat kompozit çeşidi eğilmede elastikiyet modülü üzerine, Tetra Pak +

Plastik ve Tetra Pak + Plastik + BA + Silanil kompozit gruplarıyla anlamlı farklılık

gösterdiği tespit edilmiştir. Diğer taraftan Tetra Pak + Plastik + Titanat kompozit

çeşidi eğilmede elastikiyet modülü bakımından, Tetra Pak + Plastik + Kalsitli, Tetra

Pak + Plastik + Kalsit + Titanat, Tetra Pak + Plastik + SPT + AA + Titanat, Tetra

Pak + Plastik + BA + MAPE, Tetra Pak + Plastik + SPT + AA + MAPE ve Tetra Pak

+ Plastik + Kalsit + MAPE kompozit çeşitleriyle benzerlik gösterdiği tespit

edilmiştir. Tetra Pak + Plastik kompozit malzemesinin Kalsit ve Titanatla

güçlendirildiği kompozit çeşidi, eğilmede elastikiyet modülü bakımından eklenen

kimyasal madde çeşidinin etkisi sadece kimyasal madde katılmamış olan Tetra Pak +

Plastik ve Tetra Pak + Plastik + BA + Silanil kompozit çeşidinde anlamlı bir farklılık

gösterdiği tespit edilmiştir. Tetra Pak + Plastik + Kalsit + Titanat kompozit çeşidi,

Tetra Pak + Plastik + Kalsitli, Tetra Pak + Plastik + Titanatlı, SPT + AA + Titanat

katkılı, BA + MAPE katkılı, SPT + AA + MAPE katkılı ve Kalsit + MAPE katkılı

kompozit malzeme çeşitleriyle benzerlik göstermektedir. SPT + AA + Titanat katkılı

Tetra Pak + Plastik kompozit malzeme çeşidi, eğilmede elastikiyet modülü

bakımından eklenen kimyasal madde çeşidi etkisi, sadece Tetra Pak + Plastik

kompozit çeşidiyle anlamlı bir farklılık gösterdiği belirlenmiştir. Aynı kompozit

çeşidi, Kalsit, Titanat, Kalsit + Titanat, BA + MAPE, SPT + AA + MAPE, Kalsit +

MAPE ve BA + Silanil katkılı kompozit çeşitleriyle anlamlı bir farklılık

göstermemektedir. BA + MAPE ilave edilen kompozitler, eğilmede elastikiyet

modülü üzerine kimyasal madde çeşidi etkisi, karşılaştırıldığı hiçbir grupta anlamlı

bir fark oluşturmamıştır. Bu kompozit çeşidi, Tetrpak + Plastik, Kalsitli, Titanat,

Kalsit + Titanat, SPT + AA + Titanat, SPT + AA + MAPE, Kalsit + MAPE ve BA +

Silanil katkılı kompozit malzeme çeşitleriyle anlamlı bir farklılık oluşturmadığı

tespit edilmiştir. SPT + AA + MAPE katkılı kompozit malzeme çeşitlerinin eğilmede

elastikiyet modülü üzerine eklenen kimyasal madde çeşidi farklılıklarının etkisi

sadece Tetra Pak + Plastik grubu arasında anlamlı bir fark göstermektedir. BA +

Silanil katkılı kompozit grubu ile Tetra Pak + Plastik, Kalsitli, Titanatlı, ve Kalsit +

Titanatlı gruplar arasında eğilmede elastikiyet modülü değerleri arasında anlamlı bir

fark olduğu tespit edilmiştir.

87

Kompozit türlerinin her birinden 10‟ar örnek temas açısı deneyine tabi tutulmuş

arayüzey tutunmalarına bağlı olarak değişen üst yüzey pürüzlülükleri incelenmiştir.

Temas açılarının büyük çoğunluğunun 90°‟nin üzerinde çıkması üretilen kompozit

malzemelerin hidrofobik yüzeye sahip olduklarını göstermektedir. En yüksek temas

açısını veren örnek 111° ile su kullanılarak test edilen %5 SPT + %3 Silanil

örneğidir. Test sonucunda çıkan açılar çoğu üretilen kompozit türünün hidrofobik

yüzeye sahip olduğunu göstermektedir. Su ile temas edecek yüzeylerde 90°‟den

büyük çıkan kompozit türlerinin kullanılmalarının uygun olduğu tespit edilmiştir.

Aktivasyon enerjileri termal analiz sonucu oluşan grafiklerden hesaplanan kompozit

örneklerinin; Borik Asit ve MAPE kullanılanlarda her oran için yaklaşık aynı

değerler tespit edilmiştir. Kalsit ve Silanil kullanılan örneklerde Borik Asit ve

MAPE‟li örneklerden sonra diğerlerine kıyasla daha yüksek aktivasyon enerjileri

gözlemlenmiştir. Aktivasyon enerjisinin yüksek oluşu reaksiyonun başlamasının

daha zor olacağı anlamına gelmektedir.

Kompozit malzemelerin olumlu özellikleri arasında hafiflik, esneklik, darbe

dayanımı ve geri dönüşümlerinin kolay olması sayılabilmektedir. Diğer taraftan,

tamamen doğal olmayan bir yapıya sahip olmaları onarılmalarının zor olmasına

sebep olmaktadır. Buna ek olarak kompoziti oluşturacak malzemelerin

toplanmasındaki ekonomik zorluk kompozitin tercih edilmesini

sınırlandırabilmektedir.

Kağıt malzemenin yüzey düzgünlüğünü iyileştirme amaçlı mineral dolgu

maddelerinden olan kalsiyum karbonat kullanılan bir çalışmaya göre; Kalsiyum

karbonatın selülozda oluşacak bozunmaları önemli ölçüde engelleyerek eskimeyi

azalttığı, diğer taraftan dolgu maddelerindeki düşük tutunmanın direnç özelliklerinde

zayıflamalara sebebiyet verdiği belirtilmiştir (Karademir vd., 2003).

Tufan vd. (2015), dolgu maddesi olarak atık kağıt bardak, polimer olarak

Polipropilen (PP) ve Yüksek Yoğunluklu Polietilen (YPPE), uyum sağlayıcı ajan

olarak Maleik Anhidritle Kraftlanmış Polietilen (MAPE) ve Polipropilen (MAPP)

kullanarak elde ettikleri kompozit malzemelerinde eğilme dayanımı olarak bu tez

çalışmasına kıyasla daha yüksek değerlere ulaşmışlar fakat elastikiyet modülü olarak

88

da daha düşük değerler ortaya çıktığını gözlemlemişlerdir. Bu tez çalışmasında

belirlenen dolgu maddelerinin oranları, birbirlerine yakın küçük değerler gibi

görünselerde oluşturduğumuz kompozit levha boyutları için yeterlidirler. %15-%25

oranlarındaki farklı örnek çeşitleri arasıda yapılan testler sonucunda en yüsek ve en

düşük değerlerin çıkması oranların yeterince belirleyici farklılıklar yarattıklarını

göstermektedir. Bu kompozit boyutlarında üretim yapıldığında katkı maddelerinin

oranlarının %10 gibi bile olsa sonuçlarda çok büyük farklılıklar oluşturduğu

görülmüştür.

Bu çalışmayla endüstri atığı olarak hiçbir ekonomik değere sahip olmayan ambalaj

atıkları kompozit yapımı ile eklenen diğer kimyasal katkı maddeleri ve dolgu

maddelerinin fiziksel, mekanik ve termal özellikleri araştırılmıştır. Üretilen

kompozitlerin mekanik özellikleri literatürde diğer kağıt kompozitlerle

karşılaştırıldığında inorganik katkı maddeleri ve kimyasalların değişimine göre

çoğunlukla ortalama mekanik özelliklerde kağıt kompozitlerin üretildiği

belirlenmiştir. Sonuç olarak bu çalışmayla atık kağıtlardan üretilen kompozit

malzemelerin genel olarak avantajları şu şekilde sıralanabilir; geri dönüşüm

açısından çevreye ve ekonomiye katkıları yüksektir, atık plastikler ve süt şişeleri

değerlendirilmiş olur, levhaların mekanik ve yüzey özellikleri homojen dağılır,

hidrofob özellik gösterirler, yüzey görünümleri genellikle her yerde aynıdır ve renk

farklılıkları yoktur, tutkal kullanımı azaltılmış olur, ahşap malzemeye kıyasla

kolaylıkla farklı şekiller verilebilir. Aynı zamanda atık kağıtlardan üretilen bu

kompozit malzemelerde çatlak oluşmamıştır ve homojen bir birleşme söz konudur.

Temas açısı deneyleri sonucunda çoğu kompozit türleri yüksek su iticilik

özellikleriyle havuz kenarlarında, yat güvertelerinde zemin kaplaması olarak tercih

edilebilirler. Matris, eşleştirici kimyasallar ve dolgu maddeleri sayesinde mantar ve

böcekleri bünyelerinde barındıramayacakları düşünülmektedir.

89

6. KAYNAKLAR

AE2 Project, 2014. Erişim Tarihi: 02.05.2016. http://www.ae2project.com/modern-

kompozitler

Adhikary, K.B., Pang, S., Staiger, M.P., 2008. Dimensional Stability and Mechanical

Behaviour of Wood–Plastic Composites Based on Recycled and Virgin High-

Density Polyethylene (HDPE). Composites Part B: Engineering, 39(5), 807-

815.

Agrawal, R., Saxena N.S., Sharma K.B., Thomas S., Sreekala M.S., 2000. Materials

Science and Engineering, Activation Energy and Crystallization Kinetics of

Untreated and Treated Oil Palm Fibre Reinforced Phenol Formaldehyde

Composites A277, 77-82.

Al-Ayed, O. S., 2018. Study of the Kinetics and Mechanisms of Thermal

Decomposition of Ellajjun Oil Shale. Erişim Tarihi: 07.02.2018.

http://www.jeaconf.org/uploadedfiles/document/c8f7e910-6773-42b8-ac46-

2471331e783a.pdf

Anonim, 1997. Surface Wettability and Absorbency of Sheeted Materials Using an

Automated Contact Angle Tester. Metod. Tappi T 558 om-97.

Anonim, TS EN 317, 1999. Yonga Levhalar ve Lif Levhalar-Su İçerisine Daldırma

İşleminden Sonra Kalınlığına Şişme Tayini. TSE, Ankara.

Anonim, 2003. Standard Test Methods for Flexural Propertiesof Unreinforced and

Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials, ASTM D 790, Annual

Book of American Society for Testing and Materials (ASTM) Standards,

Philadelphia.

Anonim, 2017. Standard Test Method for Corona-Treated Polymer Films Using

Water Contact Angle Measurements. Erişim Tarihi: 08.02.2017.

http://www.chemyiqi.com/pdf/astmd5946-04.pdf.

Atar, M., 2007. PVAC Tutkalında Viskozite Değişiminin Bazı Ağaç Malzemelerde

Yapışma Direncine Etkileri. Politeknik Dergisi, 10(1), 85-91.

Ataş, Y., 2016. Bölüm 2. Takviye ve Matris Malzemeleri. Erişim Tarihi: 05.05.2016.

http://kisi.deu.edu.tr/cesim.atas/kompozit/2_%20Takviye%20ve%20Matris%

20Malzemeleri.pdf

Ay, İ., 2016. Termoplastik ve Termoset Plastikler. Erişim Tarihi: 12.05.2016.

http://w3.balikesir.edu.tr/~ay/lectures/pm/plastikte.mek2.pdf

Baş, A., 2015. Plastik Katkı Maddelerinin İzotaktik Polipropilen Ahşap

Kompozitlerin Yapı ve Özelliklerine Etkisi. Yalova Üniversitesi, Fen

Bilimleri Enstitüsü, YL, 71s, Yalova.

http://www.ae2project.com/modern-kompozitler

http://www.ae2project.com/modern-kompozitler

http://w3.balikesir.edu.tr/~ay/lectures/pm/plastikte.mek2.pdf

90

Biltekin, H., 2005. PE ve PP Polimerine Ahşap Tozu İlavesi ile Oluşturulan

Karışımların Mekanik, Termal ve Morfolojik Özelliklerinin İncelenmesi.

Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, YL Tezi, 85s, İstanbul.

Birdi, K.S., 2009, Surface and Colloid Chemistry, in: Handbook of Surface and

Colloid Chemistry, K.S. Birdi, (ed.), CRC Press, New York., 1–43.

Blaine, R. L., Hahn, B. K., 1998. Obtaining Kinetic Parameters By Modulated

Temperature Termogravimetry. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry,

54(2), 695-704.

Bodur, M. S., 2016. Doğal Lif Takviyeli Kompozitlerde Lif/Matris Ara Yüzey

İyileştirme Çalışmaları ve Çevresel Koşullara Göre Karakterizasyonu.

İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, 154s,

İstanbul.

Boran, S., 2016. Uyumsuzluk Giderici Kullanımının Mikrokristalen Selüloz ve

Nanokil Esaslı Yüksek Yoğunluklu Polietilen Kompozitlerin Mekanik

Özellikleri Üzerine Etkileri. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve

Mühendislik Bilimleri Dergisi, 16(2), 474-483.

Bulut, Y., Erdoğan Ü. H., 2011. Selüloz Esaslı Doğal Liflerin Kompozit Üretiminde

Takviye Materyali Olarak Kullanımı. The Journal of Textiles and Engineer,

82, 26-35.

BYK Additives & Instruments, 2017. Application Information TP-A 1. Modifiers for

Wood Plastic Composites (WPC). Erişim Tarihi: 04.07.2017.

https://www.byk.com/fileadmin/byk/additives/highlights/additives_for_therm

oplastics/BYK_TP-A1_WPC_Modifiers_EN_1_.pdf

Chand, N., Fahim, M., 2008. Natural Fibers and Their Composites: Tribology of

Natural Fiber Polymer Composites. Woodhead Publishing, 205p, USA.

Chang, F.C., Kadla J.F., Lam F., 2016. The Effects of Wood Flour Content and

Coupling Agent on the Dynamic Mechanical and Relaxation Properties of

Wood-Plastic Composites. European Journal of Wood and Wood Products,

74, 23-30.

Çalık, A., 2018. Türkiye'nin Bor Madenleri ve Özellikleri. Erişim Tarihi: 15.06.2018.

http://arsiv.mmo.org.tr/pdf/11474.pdf

Dollimore, D., 1978. The Use of Complementary Data in The Application of

Thermal Analysis Techniques. Journal of Thermal Analysis, 13(3), 455-466.

Durademir, A., 2011. Öğütülmüş Bitki Kabukları ile Takviyeli Polimer Matrisli

Karma Malzemelerin Mekanik Özellikleri. İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen

Bilimleri Enstitüsü, YL, 73s, İstanbul.

91

Durğun, Z.G., 2010. Çeşitli Kalsiyum Boratların Sentezi, Karakterizasyonu ve Alev

Geciktirici Etkinliklerinin İncelenmesi, Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri

Enstitüsü, YL Tezi, 149s, Ankara

Düz, M., 2018. Termal Analiz Metotları. Erişim Tarihi: 18.06.2018.

http://kimya.aku.edu.tr/wp-content/uploads/sites/110/2017/02/termal-

analiz.ppt

Düzyol, S., 2016. Cevher Hazırlama İşlemlerinde Yüzey Gerilimi ve Temas Açısı

Ölçümünün Genel Bir Değerlendirmesi. Celal Bayar Üniversitesi, Soma

Meslek Yüksekokulu Teknik Bilimler Dergisi, 22(2), 21-31.

Efe, H., Kasal A., 2007. Çeşitli Masif ve Kompozit Ağaç Malzemelerin Bazı Fiziksel

ve Mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi. Politeknik Dergisi, 10(3), 303-311.

Enç, V., Uzun S. E., Hoşoğlu F., 2012. Atık Kompozit İçecek Kartonları Geri

Dönüşüm Yöntemleri. Tarih Kültür ve Sanat Araştırmaları Dergisi, 1(4), 5-

40.

Erdin, N., Bozkurt A.Y., 2013. Ticarette Önemli Yabancı Ağaçlar. İstanbul

Üniversitesi Orman Fakültesi Yayınları, 534s, İstanbul.

Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü (EMİGM), 2012. Borik Asit Güvenlik Bilgi

Formu. Erişim Tarihi: 17.11.2017. http://selvikimya.com/wp-

content/uploads/2017/02/asit-borik.pdf

Flynn, J.H., Wall, L.A., 1966. General Treatment of The Thermogravimetry of

Polymers. J. Res.Nat. Bureau Stand. 70A, 487–523.

Gérardin, P., Petrič, M., Petrissans, M., Lambert, J., & Ehrhrardt, J. J., 2007.

Evolution of Wood Surface Free Energy After Heat Treatment. Polymer

Degradation and Stability, 92(4), 653-657.

Kalaycıoğlu, A. S., 2010. Sic Tane Katkılı Alüminyum Kompozitlerin Toz

Metalurjisi ile Üretimi ve Karakterizasyonu. Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen

Bilimleri Enstitüsü, YL Tezi, 132s, İzmir.

Karademir, A., Tutuş A., Mengenoğlu F., 2003. Kağıt İç Yapıştırmasında Kaolen,

CaCO3 ve TiO2 Dolgu Maddelerinin Alkil Keten Dimer (AKD)‟i Tutma

Karakteristikleri. XI. Ulusal Kil Sempozyumu Bildiri Kitabı 3-6 Eylül, 2003,

İzmir.

Karakuş, K., Varlıbaş H., Mengeloğlu F., Karademir A., 2010. Atık

Değerlendirmesinde Bir Seçenek; Kağıt-Plastik Kompozit Üretimi. III. Ulusal

Karadeniz Ormancılık Kongresi, 20-22 Mayıs, Artvin. 1852-1858.

Koluman, 2018. Erişim Tarihi: 12.02.2018.

http://www.kolumanplastik.com/tr/urunler/polietilen

http://selvikimya.com/wp-content/uploads/2017/02/asit-borik.pdf

http://selvikimya.com/wp-content/uploads/2017/02/asit-borik.pdf

92

Korkmaz, A., Yanik, J., Brebu, M., Vasile, C., 2009. Pyrolysis of the Tetra Pak.

Waste Managements, 29(11), 2836-2841.

Köroğlu, H. J., Kocakuşak S., Akçay K., Tolun R., 2003. Akışkan Yatakta Sodyum

Perborat Monohidrat Üretimi. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü

Dergisi, 5(1), 91-98.

Küçükdoğan, N., Halı̇s, S., Sütçü M., Sarıkanat M., Sekı̇, Y., Sever K., 2015. Kağıt

Üretim Atığı Katkılı Yüksek Yoğunluklu Polietilen (YYPE) Kompozitlerin

Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik

Bilimleri Dergisi, 23(8), 949-953.

Li, X., Tabil, L.G., 2007. Chemical Treatments of Natural Fiber For Use in Natural

Fiber-Reinforced Composites: A Review. Journal of Polymers and the

Environment, 15(1), 25-33.

Liu, Z., Jiang, Z., Fei, B., Liu, X., 2013. Thermal Decomposition Characteristics of

Chinese Fir. Bio Resources, 8(4), 5014-5024.

MEGEP, 2007. Mesleki Eğitim ve Öğretim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi,

Pazarlama ve Perakende, Ambalajlama. Erişim Tarihi: 10.05.2017.

http://hbogm.meb.gov.tr/modulerprogramlar/kursprogramlari/pazarlama/mod

uller/ambalaj.pdf

Meshram, S. D., 2012. Effect Of Coupling Agent on Mechanical Properties And

Photodegradability of Hdpe-Jute Fibre Composites. Scientific Reviews and

Chemical Communications, 2(3), 340-344.

Mohammed-Ziegler, I., Oszlánczi, Á., Somfai, B., Hórvölgyi, Z., Pászli, I.,

Holmgren, A., & Forsling, W., 2004. Surface Free Energy of Natural and

Surface-Modified Tropical and European Wood Species. Journal of

Adhesion Science and Technology, 18(6), 687-713.

Mohanty, A.K., Misra, M., Hinrichsen, G., 2000, Biofibres, Biodegradable Polymers

and Biocomposites: An Overview Macromolecular Materials and

Engineering, 276/277, 1-24.

Monte, S.J.,1995. Ken-React® Reference Manual - Titanate, Zirconate and

Aluminate Coupling Agents, Third Revised Edition, Kenrich Petrochemicals

Inc, 340.

Monte, S.J., 2002. Neoalkoxy Titanate and Zirconate Coupling Agent Additives in

Thermoplastics. Polymers & Polymer Composites, 10(2), 121-172.

Onuegbu, G. C., Obasi C. H., Onuoha F. N., 2014. Effect of Titanate Coupling Agent

on the Mechanical Properties of Talc Filled Polypropylene. Academic

Research International, 5(3), 26-30.

Ozawa, T., 1965. A New Method of Analyzing Thermogravimetric Data, Bulletin of

the Chemical Society of Japan, 38(11), 1881–1886.

93

Peşman E., Tufan M., 2016. Silika ile Kuşelenmiş Atık Kâğıtların Plastik Kompozit

Üretiminde Değerlendirilmesi. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi

Dergisi, 17(1), 82-88.

Pietikäinen, V., 2008. Collection and Recycling of Beverage Cartons at AIT, Project

report.

Pistor, V., Ornaghi, F.G., Ornaghi Jr., H.L., Fiorio, R., Zattera, A.J., 2010. Thermal

Characterization of Oil Extracted from Ethylene-propylene-diene

Termopolymer Residues (EPDM-r). Thermochim. Acta, 510, 93–96.

Poslu, K., Arslan, L. H., 1995. Dünya Bor Mineralleri ve Bileşikleri Üretiminde

Türkiye‟nin Yeri, Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 21-22 Nisan,

İzmir, 33-42.

Prachayawarakorn, J., S., Khunsumled, C., Thongpin, A., Kositchaiyong, N.,

Sombatsompop, 2008. Effects of Silane and MAPE Coupling Agents on The

Properties and Interfacial Adhesion of Wood‐filled PVC/LDPE Blend.

Journal of Applied Polymer Science, 108(6), 3523-3530.

Rantuch, P., Kačíková, D., Nagypál, B., 2014. Investigation of Activation Energy of

Polypropylene Composite Thermooxidation By Model-Free Methods.

European Journal of Environmental and Safety Sciences, 2(1), 12-18.

Sánchez-Jiménez, P.E., Pérez-Maqueda, L.A., Perejón, A., Criado, J.M., 2010. A

New Model for The Kinetic Analysis of Thermal Degradation of Polymers

Driven by Random Scission. Polymer Degradation Stability, 95(5), 733–739.

Schut, J., 1999. Forcompounding, Sheet&Profile: Wood is good. Plastics

Technology, March, pp. 46-52.

Sharypov, V.I., Marin, N., Beregovtsova, N.G., Baryshnikov, S.V., Kuznetsov, B.N.,

Cebolla, V.L., Weber, J.V., 2001. Co-pyrolysis of Wood Biomass and

Synthetic Polymer Mixtures. Part I: Influence of Experimental Conditions on

the Evolution of Solids, Liquids and Gases. Journal of Analytical and Applied

Pyrolysis, 64(1), 15-28.

Sivrikaya, H., Saraçbaşı, A., 2004. Bor Madeninin Ahşap Koruma Endüstrisinde

Değerlendirilmesi. II. Uluslararası Bor Sempozyumu, 23-25 Eylül, Eskişehir,

365-372.

Smith, P. M., 2001. U.S. Woodfiber-Plastic Composite Decking Market. In: Proc.

Sixth International Conference on Woodfiber-Plastic Composites. Forest

Products Society, Madison, Wisconsin, USA, pp. 13-17.

Sudha, L. K., Roy, S., Rao, K. U., 2014. Evaluation of Activation Energy (Ea)

Profiles of Nanostructured Alumina Polycarbonate Composite Insulation

Materials. International Journal of Materials, Mechanics and Manufacturing,

2(1), 96-100.

94

Şahin, N., 2008. Kalsit Hakkında Bazı Bilgiler. Erişim Tarihi: 26.05.2017.

http://www.maden.org.tr/resimler/ekler/2d0e1beec7c6f76_ek.pdf

Tang, W., Liu, Y., Zhang, H., Wang, C., 2003. New Approximate Formula for

Arrhenius Temperature Integral. Thermochimica Acta, 408, 39-43.

Tayfun, Ü., 2006. Effects of Fillers on Morphological, Mechanical, Flow and

Thermal Properties of Bituminous Composites. Orta Doğu Teknik

Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, YL Tezi, 88s, Ankara.

Tetra Pak, 2013. Tetra Pak - Development in Brief Kod9704en. Erişim Tarihi:

07.10.2016.file:///C:/Users/User/Downloads/9704en.pdf.

Tiwari, N., 2016. Introduction to Composite Materials and Structures. Indian

Institute of Technology Kanpur. Erişim Tarihi: 20.04.2016.

http://nptel.ac.in/courses/112104168/L03.pdf

Tonta, Y., 2008. Varyans Analizi (ANOVA), Kovaryans Analizi (ANCOVA),

Faktöriyel ANOVA, Çoklu Varyans Analizi (MANOVA), Hacettepe

Üniversitesi. Erişim Tarihi: 10.04.2017.

http://yunus.hacettepe.edu.tr/~tonta/courses/fall2007/sb5002/sb5002-10-

varyans-analizi.pdf

Topbaşlı, B., 2013. Atık Muz Kabuklarından Üretilen Yonga Levhanın Mekanik ve

Fiziksel Özelliklerinin İncelenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen

Bilimleri Enstitüsü, YL Tezi, 68s, Isparta.

Tufan, M., Güleç, T., Çukur U., Akbaş S., İmamoğlu S., 2015. Atık Bardaklardan

Üretilen Odun Plastik Kompozitlerin Bazı Özellikleri. Kastamonu

Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 15(2), 176-182.

Ulcay, Y., Akyol, M., Gemci, R., 2002. Polimer Esaslı Lif Takviyeli Kompozit

Malzemelerin Arabirim Mukavemeti Üzerine Farklı Kür Metodlarının

Etkisinin İncelenmesi. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi,

7(1), 93-116.

Ünlü, F., 2007. Geçiş Metali-Fosfin Komplekslerinin Termal Özelliklerinin

İncelenmesi. Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, YL Tezi, 78s,

Adana.

Wah, C. A., Choong L.Y., Neon G.S., 1999. Effects of Titanate Coupling Agent on

Rheological Behaviour, Dispersion Characteristics and Mechanical Properties

of Talc Filled Polypropylene. European Polymer Journal, 36, 789-801.

Woodhams, R. T., Thomas G., Rodgers D.K., 1984. Wood Fibers as Reinforcing

Fillers for Polyolefins. Polymer Engineering and Science, 24(15), 1166-1171.

Xanthos, M. (Ed.), 2005. Functional Fillers for Plastics. Wiley-Vch Verlag Gmbh &

Co. KGaA, Weinheim, 432s, Federal Republic of Germany.

http://yunus.hacettepe.edu.tr/~tonta/courses/fall2007/sb5002/sb5002-10-varyans-analizi.pdf

http://yunus.hacettepe.edu.tr/~tonta/courses/fall2007/sb5002/sb5002-10-varyans-analizi.pdf

95

Xiameter, 2009. A Guide to Silane Solutions. Silane Coupling Agents. Erişim Tarihi:

24.11.2017. file:///C:/Users/hp/Downloads/Silane%20Chemistry.pdf

Xie, Y., Hill, C. A. S., Xiao, Z., Militz, H., Mai, C., 2010. Silane Coupling Agents

Used for Natural Fiber/Polymer Composites: A Review. Composites Part A:

Applied Science and Manufacturing, 41(7), 806-819.

Yadav, S., M., K. B. Yusoh, 2015. Mechanical and Physical Properties of Wood-

Plastic Composites Made of Polypropylene, Wood and Nanoclay, 12-13

Eylül, Kuala Lumpur, Malezya.

Yakuphanoğlu, F., 2017. Thermal Analysis Methods Used in Solid State Physics

And Chemistry to Obtain Kinetics and Thermodynamics Parameters of Solid

Materials by TGA, DTA and DSC Analyses. Journal of Materials and

Electronic Devices, 1(1), 21-27.

Yılmaz, G., 2008. Effects of Titanate Coupling Agents on Low Density Polyethylene

and Polypropylene Blends and Composites. Middle East Technical

University, The Graduate School of Natural and Applied Sciences, M.Sc.

Thesis, 104p, Turkey.

Yoshida, K., Kamada, K., Atsuta, M., 2001. Effects of Two Silane Coupling Agents,

A Bonding Agent, and Thermal Cycling on The Bond Strength of A

CAD/CAM Composite Material Cemented With Two Resin Luting Agents.

The Journal of Prosthetic Dentistry, 85(2), 184-189.

Yücetürk, G., 2010. Yapay Mermerde Kullanılan Kuvars Ve Kalsit Minerallerinin

Fiziko-Mekanik Özellikleri. Süleyman Demirel Üniversitesi Uluslararası

Teknolojik Bilimler Dergisi, 2(3), 72-80.

Zafeiropoulos, N. E., 2008. Properties and Performance of Natural-Fibre

Composites, Engineering the Fibre-Matrix Interface in Natural-Fibre

Composites. Woodhead Publishing, 557p, USA.

Zor, M., 2016. Kompozit Malzemelerle İlgili Genel Bilgiler. Erişim Tarihi:

12.05.2016. http://kisi.deu.edu.tr//mehmet.zor/composite%20materials/2-

Genel_bilgiler.pdf

http://kisi.deu.edu.tr/mehmet.zor/composite%20materials/2-Genel_bilgiler.pdf

http://kisi.deu.edu.tr/mehmet.zor/composite%20materials/2-Genel_bilgiler.pdf

96

ÖZGEÇMĠġ

Adı Soyadı : Zübeyde BÜLBÜL

Doğum Yeri ve Yılı : Isparta, 1986

Medeni Hali : Bekar

Yabancı Dili : İngilizce

E-posta : [email protected]

Eğitim Durumu

Lise : Isparta Milli Piyango Anadolu Lisesi, 2004

Lisans : SDÜ, Orman Fakültesi, Orman Endüstri Mühendisliği

Lisans : Eskişehir Anadolu Üniversitesi, Açık Öğretim Fakültesi,

İşletme Bölümü

Yüksek Lisans : SDÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Orman Endüstri Mühendisliği

Mesleki Deneyim

SDÜ Atabey Meslek Yüksekokulu, 2011-2012

İstanbul Üniversitesi

Ormancılık Meslek Yüksekokulu

Mobilya ve Dekorasyon Programı, 2013-…. (halen)

Yayınları

Üner B., Bülbül Z., Evaluation of Antioxidant Activities of Trifolium repens L.: Hot

and Cold Water Extraction, International Caucasia Forestry Symposium,

Artvin, Türkiye, 24-26 Ekim 2013, pp.1-1

Bülbül Z., Üner B., 2010. Saunada Kullanılan (Cedrus libani) Odununda Meydana

Gelen Değişiklikler. 1. Uluslararası Türk-Japon Çevre ve Ormancılık

Sempozyumu / The 1st International Symposium on Turkish & Japanese

Environment and Forestry l. Uluslararası Türk-Japon Çevre ve Ormancılık

Sempozyumu, Trabzon, Türkiye, 4-6 Kasım 2010, pp.1-1.

Bülbül Z., Erdinler E. S., Korkut S. D., Kuşcuoğlu M. Ö., 2016. Opinions of Istanbul

University Faculty of Forestry, Vocational School of Forestry Furniture And

Decorationprogram Students on Their Education. Proceedings of The 7th

Mac 2016, Prague, Czech Republic.

97

Bülbül Z., Kuşcuoğlu M. Ö., Sofuoğlu S. D., Erdinler E. S., 2014. Hazards in Kids

Furniture, 3rd International Conference on Processing Technologies for the

Forest and Biobased Products Industries, Salzburg, Avusturya, 24-26 Eylül,

pp.40-40.

Bülbül Z., Kuşcuoğlu M. Ö., Sofuoğlu S. D., Erdinler E. S., 2018. Hazards in Kids

Furniture. Technological Applied Sciences, 13(2), 191-198.

Erdinler E.S., Koç K.H., Bülbül Z., Korkut D.S., Consumer Demands and The

Present Condition of Turkish Furniture Manufacturers, International

Conference Process Technologies for the Forest & Biobased Products

Industries, St. Simons Island, ABD, 25-26 Ekim 2016, pp.12-12.

Erdinler E. S., Bülbül Z., 2015. Furniture Design for People with Physical

Disabilities, 69th International Convention of the Forest Products Society,

Atlanta, ABD, 10-12 Haziran, pp.1-1.

Erdinler E. S., Bülbül Z., Koç K. H., 2016. An Overview of Eco Design Approach in

The Turkish Furniture Industry. The 70th Forest Products Society (FPS)

International Convention, Portland, Oregon, ABD, 27-29 Haziran.

Erdinler E. S., Bülbül Z., Öztürk E., Korkut S. D., Koç K. H., 2016. Opinions of

Forest Industrial Engineering Department Students on Their Education

Istanbul University Example. Proceedings of The 7th Mac 2016, Prague,

Czech Republic.

Güntekin E., Bülbül Z., Dutkuner İ., 2015. Prediction Of Bending Properties For

Anatolian Black Pine Pinus Nigra T Lumber Using Stress Wave. 19th

International Nondestructive Testing and Evaluation of Wood Symposium,

688.

Güntekin E., Bülbül Z., 2015. Karaçam Pinus Nigra A. Kerestesinde Eğilme

Özelliklerinin Stres Dalga Yöntemiyle Belirlenmesi. Düzce Üniversitesi

Ormancılık Dergisi , 10 (2), 11-17.

Documents

POLĠMERĠK MALZEME KAPLI ATIK KÂĞIT ÜRÜNLERĠNDEN KOMPOZĠT MALZEME …tez.sdu.edu.tr/Tezler/TF04163.pdf · 2018-08-27 · t.c. sÜleyman demĠrel ÜnĠversĠtesĠ fen bĠlĠmlerĠ