Alçak yoğunluklu polietilen matrisli kaz tüyü ve odun lifi takviyeli hibrit biyokompozitlerin fiziksel, mekanik ve izolasyon özelliklerinin incelenmesi

Gelişen teknolojik yenilikler, sürekli iyileştirilen materyal nitelikleriyle beraber günümüz endüstrisinde polietilen, polipropilen, polivinil klorür gibi geleneksel petrol türevi polimerler ve bunlar ile oluşturulan kompozitler oldukça yaygın kullanılan materyaller haline gelmiştir. Ancak bu polimerlerin doğaya verdiği zararlar ile beraber sürdürülebilir bir materyal olamayışı, çevresel bilincin arttığı bilim dünyasında yerine koyulabilecek alternatif malzemelere ilgiyi arttırmıştır. Bu açıdan biyokompozitler konusunda yürütülen çalışmaların sayısı günden güne çoğalmıştır. Özellikle otomotiv endüstrisi, izolasyon, kaplama ve ambalaj endüstrilerinde sıkça kullanılan bu polimerlerin uygulama sonrasında oluşan atık problemi büyük sorun teşkil etmektedir ve çözümü mecburi kılınmıştır. Öte yandan alternatif olma arzusuyla ortaya çıkarılan biyokompozit malzemelerin saf polimer malzemelerden daha hafif olması, mekanik özelliklerinin iyileştirilmiş olması, kolay işlenebilir ve uygulanabilir olması, izolasyon nitelikleri ve akustik özelliklerinin istenilen düzeylere ulaşması gibi önemli bulgular bu malzemere olan ilgiyi daha da arttırmış ve günümüzde başta otomotiv, havacılık, izolasyon olmak üzere sayısız endüstride kullanımı had safhalara ulaşmıştır. Ayrıca mekanik niteliklerinin iyileştirilmiş olması ve yaygın kullanım alanları sebebiyle, polietilen (PE) ve doğal diğer katkılar ile bir arada ortaya çıkarılan yeni biyokompozitler birçok bağımlı mühendislik materyallerine ve endüstride kullanılan bir çok polimer ürünlere alternatif olabilme kapasitesine sahiptir. Yüksek sıkılık performansı ve verimli derecede izolasyon nitelikleri nedeniyle kaz tüyü, tekstilde kullanım alanına sahip doğal bir malzemedir. Bu çalışmada PE matrisli, yüksek izolasyon özelliklerine sahip kaz tüyü ve karaçam odun unu katkılı biyokompozit malzemeler üretilmiş ve yalıtım nitelikleri dahil olmak üzere mekanik başarım özellikleri araştırılmıştır. Bu iki katkılı biyokompozit malzemelerin üretimi ile daha iyi izolasyon özelliklerine sahip ve performansı geliştirilmiş, endüstriyel alanda saf polimerlere alternatif bir malzeme geliştirilmesi amaçlanmıştır. Kaz tüyü lifi ve karaçam odun unu katkılı biyokompozitler her biri ayrı olmak üzere farklı oranlarda numuneler haline getirilmiş ve birbirleri arasında kıyaslanmıştır. Üretilen numuneler ekstrüder (40 L/D) kullanılarak üretilmiş ve ortaya çıkarılan numunelerin mekanik niteliklerini belirlemek amacıyla çekme ve eğilme testleri uygulanmıştır.Üretilen biyokompozit malzemelerin fiziki niteliklerini incelemek için yoğunluk testi, kalınlık artışı ve su absorbe oranı testi, termal özelliklerini belirlemek için TGA analizi, kimyasal bağlarında oluşan gerilmeleri gözlemlemek için FTIR analizi, izolasyon özellikleri için ses yutum katsayısı ölçüm testleri ve ısıl iletkenlik katsayısı testleri yapılmıştır. Sonuç olarak takviye elemanlarının polimere kıyasla eğilme özelliklerini kaydadeğer anlamda iyileştirdiği görülmüştür. Isıl iletkenlik testlerinde ulaşılan sonuçlara göre takviye elemanı arttırıldığında verimli bir malzeme ortaya çıkarılacağı öngörülmüştür. Ses yutum katsayısı testlerinde ise bütün takviye elemanlarının AYPE matrisi için iyileştirici özelliklere sahip olduğu kanıtlanmıştır. Özellikle %7,5 hem odun unu hem kaz tüyü lifi karışımlı biyokompozit ve %2,5 hem odun unu hem kaz tüyü lifi karışımlı biyokompozitlerin ses yutum katsayısını ciddi biçimde arttırdığı gözlemlenmiştir. Bununla beraber takviye elemanları sebebiyle su emme testlerinde beklenen düzeyde su almanın arttığı kaydedilmiştir. Özellikle odun unu ilaveli selülozik malzemeli biyokompozitlerin higroskopik yapısı nedeniyle su alım ve şişme oranlarında daha yüksek değerlere ulaşılmıştır. Çalışma sonucunda elde edilen verilere göre, üretilen biyokompozitler içerisinde yer alan ucuz doğal takviyeler sayesinde saf polimere göre daha iyi mekanik özellikler ve nispeten kabul edilebilir oranda iyi fiziksel özelliklere sahip çevreye duyarlı yeni endüstriyel seçenekler ortaya çıkarılmıştır.