POLİLAKTİK ASİT ESASLI EKOKOMPOZİTLERİN MEKANİK VE SU ABSORPSİYON ÖZELLİKLERİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ
Hazırlayan: Yasemin ALTUN, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Polimer Bilimi ve Teknolojisi
Bölümü, Çankaya-Ankara/TÜRKİYE
Mehmet DOĞAN, Erciyes Üniversitesi, Tekstil Mühendisliği
Bölümü, Kayseri/Türkiye
Erdal BAYRAMLI Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Kimya Bölümü, Çankaya-Ankara/TÜRKİYE
Proje Özeti:
Polilaktik asit (PLA) mısır nişastası gibi tarımsal kaynaklardan elde edilen biyobozunur
termoplastik bir polimerdir. PLA plastik poşet ve yiyecek ambalajları gibi birçok farklı
sektörde kullanım alanı bulmasına rağmen yüksek maliyeti ve düşük darbe dayanımı
kullanım alanını kısıtlamaktadır. Bol bulunan nişasta, odun tozu (OT) ve doğal lifler
gibi ucuz polimerlerle ile karıştırılarak PLA’nın bu dezavantajları düşürülmeye
çalışılmaktadır. Bu tip kompozitlere yeşil kompozit veya ekolojik kompozit
denilmektedir.
Odun plastik kompozitleri (OPK) düşük maliyet, düşük yoğunluk ve belirli spesifik
özelliklerinden dolayı çeşitli endüstrilerde, özellikle otomobil parçalarının yapımında
kullanılmaktadır. Bu avantajların yanında, lignoselülozların düşük termal kararlılığı,
polar olan lignoselülozlar ile apolar olan polimer arasındaki uyumsuzluk ve nem
tutması gibi problemler OPK’nın kullanım alanını daraltmaktadır. OPK’nın mekanik
özellikleri kullanılan lignoselülozün ve polimer cinsine ve arafazdaki kuvvet
transferine bağlıdır. Arafazdaki kuvvet transferi lignoselüloz ile polimer arasındaki
etkileşimi artırarak iyileştirilmektedir. Genel olarak; lignoselülozları alkalin solüsyon
ile muamele, seyreltik polimer solüsyonu ile ön muamele ve yüzeyinin silan ve titan
esaslı uyumlaştırıcılar ile modifiye edilmesi polimer ile lignoselülozların birbirine
uyumluluğunu artıran başlıca metotlardır.
Bu çalışmada OT içeren PLA kompozitlerin hem mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi
hem de su adsorbsiyonunun düşürülmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla öncelikle
ağırlıkça değişik oranlarda OT içeren kompozitler hazırlanarak mekanik ve su
adsorbsiyon özellikleri incelenecektir. Daha sonra OT alkalin solüsyon ile muamele
edilerek, seyreltik PLA solüsyonu ile ön mulamele edilerek ve silan uyumlaştırıcıları
yüzey modifikasyonu yapılarak kullanılacaktır. Üretilecek kompozitlerin çekme ve
darbe dayanımları, dinamik mekanik analizleri, morfolojik ve su tutma özellikleri
incelenecektir. Bu çalışmaların 18 aylık bir sürede tamamlanması planlanmaktadır.
OT, ağırlığının %18 kadar NaOH kullanılarak, yapısındaki reçine, hemisellüloz,
lignin ve petkin gibi yarı çözünen bileşikler uzaklaştırılacaktır. Bu sayede OT’nin
yüzeyi daha pürüzlü hale getirilerek PLA ile OT arasındaki etkileşimin artırılması
amaçlanmaktadır. Bunun yanında, OT’ye seyreltilmiş PLA solüsyonu ile ön muamele
yapılarak OT ile PLA arasındaki absorpsiyonun artırılması planlanmaktadır. Bunlara
ek olarak üç farklı tip silan uyumlaştırıcı kullanarak yine PLA ile OT arasındaki
etkileşimin artırılması amaçlanmaktadır. Bu sayede üretilecek kompozitlerin mekanik
özellikleri daha da iyileşecektir. Kompozitler çift vidalı mikro ekstruderde üretilecektir.
Daha sonra karakterizasyon için uygun şekillere enjeksiyonlu kalıplama yöntemi ile
getirilecektir.