Çam odunu tozu içeren geri dönüştürülmüş polipropilen ve farklı katkılar ile hazırlanan hibrit kompozitlerin özelliklerinin değerlendirilmesi

Abstract

Son yıllarda atıkların geri dönüştürülmesi ve yeniden kullanılmasına yönelik çalışmalar hızla artmaktadır. Hem ekolojik hem de ekonomik faydalar, geri dönüştürülmüş malzemelerin daha fazla kullanılmasına yol açmaktadır. Plastik endüstrisinde yaygın olarak kullanılan polimerlerden biri de polipropilendir. Geri dönüştürülmüş polimerler, teknik özelliklerinin azalması nedeniyle otomobil, tekstil ve ambalaj gibi sektörlerde yüksek oranlarda kullanılamamaktadır. Bu nedenle geri dönüştürülmüş malzemelerin özelliklerinin iyileştirilmesi ve plastik malzemelere doğal katkılar ekleyerek plastik miktarını azaltmaya yönelik çalışmaların yapılması ile yeni malzemelerin geliştirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmanın amacı çam odunu tozu ve talk içeren geri dönüştürülmüş polipropilen (R-PP) ile plastik ektrüzyon yöntemi üretilen odun plastik kompozitlerin içerisine farklı oranlarda kalsiyum karbonat eklenerek elde edilen hibrit kompozitlerin özelliklerinin incelenmesidir. Çalışmanın sonucunda polipropilen ve doğal çam odunu tozu ile plastik miktarını azaltarak daha çevreci kompozitler üretilmesi ve kalsiyum karbonat ile otomotivde kullanabilecek özelliklere sahip hibrit kompozitlerin sektöre kazandırılması hedeflenmiştir. Kompozitlerin üretimi ekstrüzyon ve enjeksiyon olarak iki aşama ile üretilmiştir. İlk olarak, talk içeren geri dönüştürülmüş polipropilen ve mikronize çam odunu tozu çift vidali ekstrüder ile homojen olarak karıştırılıp granül hale getirilip kompozit üretimi yapılmıştır. İkinci aşamada ise üretilen kompozitin içerisine kalsiyum karbonat (ağırlıkça %5-20) eklenerek enjeksiyonlu kalıplama yöntemi ile şekillendirilmiştir. Üretilen hibrit kompozitlerin çekme, eğilme, darbe testi, yük altında eğilme sıcaklığı (HDT), Vicat yumuşama sıcaklığı, yoğunluk, eriyik akış indeksi ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) tayini yapılarak özellikleri incelenmiştir. Bu çalışmalar sonucunda çam odunu tozu ilavesinin kompozitlerin viskozite ve yoğunluğunu arttırdığı tespit edilmiştir. Çam odunu tozu ve kalsiyum karbonat katkısının çekme mukavemeti, kopma gerilmesi, eğilme modülü ve eğilme mukavemetini arttırırken kopma noktasındaki birim uzama ve darbe dayanımını düşürdüğü görülmüştür. Kompozitlerin termal dayanımlarının odun tozu ilavesiyle iyileştiği ve erime sıcaklıklarının değişmediği belirlenmiştir.In recent years, there has been a rapid increase in efforts to recycle and reuse waste materials. Both ecological and economic benefits have led to the increased utilization of recycled materials. One of the widely used polymers in the plastics industry is polypropylene. However, the use of recycled polymers is limited in sectors such as automotive, textiles, and packaging due to the reduction in their technical properties. Therefore, it is necessary to improve the properties of recycled materials and to develop new materials by adding natural additives to plastic materials to reduce the amount of plastic used.The aim of this study is to investigate the properties of hybrid composites obtained by adding different amounts of calcium carbonate to recycled polypropylene containing pine wood flour and talc, produced using the plastic extrusion method. The goal of the study is to develop more environmentally friendly composites by reducing the amount of plastic used with polypropylene and natural pine wood flour and to introduce hybrid composites with characteristics suitable for automotive applications through the addition of calcium carbonate. The production of the composites was carried out in two stages: extrusion and injection molding. First, recycled polypropylene containing talc and micronized pine wood flour was homogeneously mixed using a twin-screw extruder and then granulated to produce the composite. In the second stage, calcium carbonate concentrate (5-20 % wt.) was added to the extruded composite and shaped using the injection molding method. The produced hybrid composites were then subjected to various tests to analyze their properties, including tensile, flexural, impact test, Heat Deflection Temperature (HDT), Vicat softening temperature, density, melt flow index, and differential scanning calorimetry (DSC). As a result of these studies, it was determined that pine wood dust increases viscosity and density. The addition of pine wood dust and calcium carbonate was found to enhance the tensile strength, breaking stress, flexural modulus, and flexural strength of the composites, while reducing the elongation at break and impact resistance. It was also observed that the thermal resistance of the composites improved with the addition of wood flour, while their melting temperatures remained unchanged.