Mermer tozu ve kestane meyve kabuğu takviyeli polilaktik asit (PLA) biyokompozitlere ait özelliklerin incelenmesi

Ekolojik sistemin dengesini bozmadan, insanoğlunun ihtiyacı olan hammadde talebini karşılamak oldukça önemlidir. Bunun yanında bu hammaddenin çevre üzerinde olumsuz etkisi olmadan temin edilebilmesi gerekmektedir. Bu konudaki sürekliliğin sağlanması, sürdürülebilir kaynaklardan elde edilen ve doğada kolaylıkla bozunabilen polimerlerin geliştirilmesi ve kullanılması ile mümkündür. Yenilenebilir kaynaklardan elde edilen ve biyobozunabilir özelliklte bir polimer olan polilaktik asit (PLA) bu çalışmada matris malzemesi olarak belirlenmiştir. Ülkemiz Bursa ilinde yaygın olarak kestane ağaçları bulunmaktadır. Bu ağaçların meyvesi olan kestane, ağırlıklı olarak kestane şekeri imalatında kullanılmaktadır. Üretim sonrasında kestane iç kabuğu, perikarp kısmı endüstriyel atık olarak açığa çıkmaktadır. Fenolik ekstraktifler bakımından zengin, lifli bir yapıya sahip olan kestane perikarpları bu çalışmada organik dolgu ve takviye malzemesi olarak değerlendirilmiştir. Diğer yandan ülkemiz Afyon ili mermer işletmelerinden açığa çıkan atık mermer tozları da çevresel yönden olumsuz etkilere sahip olmakla birlikte sanayinin çeşitli alanlarında değerlendirilmesi önemlidir. Atık olarak ortaya çıkan mermer tozuda PLA matrisine, kestane meyve kabuğu yanında anorganik takviye malzemesi olarak kullanılmıştır. Bu çalışmada mermer tozu ve kestane meyvesi kabukları ile biyobozunur polimer olan PLA kullanılarak biyokompozit malzeme hazırlanması ve bu örneklere ilişkin bazı özelliklerin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla piyasadan granül halde temin edilen PLA ve kestane meyve kabuğu ayrı ayrı toz haline öğütülmüştür. Kestane meyve kabuğu unu, mermer tozu ve öğütülen PLA önceden belirlenen oranlarda karıştırılmıştır. Karışımlar ekstrüder cihazından PLA'ya uygun sıcaklık değerlerinde geçirilerek, sonrasında granül boyutlarına getirilmiştir. Granül haldeki kompozitlerden sıcak presleme işlemi ile biyokompozit levhalar elde edilmiştir. Biyokompozit levhalar özelliklerinin belirlenmesi amacıyla uygun test örneği boyutlarına lazer kesici yardımınyla kesilmiştir. Biyokompozit test örneklerinin fiziksel özelliklerinin belirlenmesi için yoğunluk, su alma oranı ve kalınlık artış oranı testleri yapılmıştır. Biyokompozitin mekanik özelliklerinin belirlenmesi için eğilme ve çekme direnci testleri yapılmıştır. Örneklerin termal kararlılığının, bozunma sıcaklığının belirlenmesi amacıyla termogravimetrik analiz yapılmıştır. FTIR analizi ile ise biyokompozit örneklerin yapısındaki fonksiyonel grupları incelenmiştir. Biyokompozitte kestane meyve kabuğu oranının arttırılmasıyla yoğunluğun da arttığı görülmüştür. Mermer tozu ise biyokompozitin kalınlık artış oranını düşürmüştür. Mekanik özelliklerde ise çekme testinde % 9 kestane meyve kabuğu ile % 0,25 mermer tozu içeren biyokompozitte 1978,1 N'luk çekme yükü altında 120,7 mm uzama değeri elde edilmiştir. Termogravimetrik analiz sonuçlarına göre TGA eğrilerinin daha yüksek sıcaklıklara doğru kayması, kestane meyve kabuklarının PLA biyokompozitlerinin ısıl kararlılığını arttırdığını göstermiştir.