Biyokarbonla güçlendirilmiş PLA'nın üretimi ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi

Bu çalışmada, Almanya'nın 4 farklı bölgesinden alınmış buğday samanlarından piroliz yöntemi kullanılarak biyokarbon üretilmiştir. Üretilen biyokarbon parçacıkları biyo-bazlı bir polimer olan polilaktit asit (PLA)'in yapısal ve tribolojik özelliklerini iyileştirmek amacıyla, 3D baskı ile şekillendirmede kullanılmak üzere üretilen 1.75 mm çapındaki polilaktit filamentlerine hacimce %5, %15 ve %30 oranında başarıyla entegre edilmiştir. Biyokarbon takviyeli PLA'nın tribolojik özelliklerinin araştırılması amacıyla, 3D baskı yöntemi kullanılarak bu filamentlerden numuneler üretilmiştir. Raman spektroskopisi sonuçları, farklı bölgelerden alınan biyokütlelerin düzlem içi kristalit boyutunun hemen hemen aynı olduğunu ve 2.35 ± 0.02 nm'ye eşit olduğunu göstermiştir. Optik ve elektron tarama mikroskop görüntüleri, PLA içinde biyokarbon parçacıklarının çok homojen bir şekilde dağıldığını göstermiştir. Sürtünme katsayısı, takviye edilmemiş PLA ve daha düşük partikül takviyeli PLA kompozitlere (%5 ve %15) kıyasla, % 30 hacim takviyeli PLA için daha kararlıdır. Bu etki, hacimce %30 oranında biyokarbon takviye edilmiş PLA'nın yüzeyindeki boşluk oluşumuna bağlı topografik etkilerden kaynaklanmıştır. 3D baskılı biyokarbonla güçlendirilmiş PLA kompozitlerin tribolojik testleri sonucu, aşınma direncinin daha yüksek hacimdeki biyokarbon oranıyla arttığı görülmüştür.