Nano CaCo3 ve ceviz kabuğu dolgulu polimer kompozitlerin üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

ÖZET Sürdürülebilirlik, doğal kaynakların kullanımı, çevre yönetimi ve toplumsal gelişimin dengeli ve uzun vadeli bir şekilde sağlanmasıdır. Günümüzde sürdürülebilirlik ve çevre dostu malzemelerin tasarımı, üretimi ve önemi giderek artmaktadır. Bu çalışmada, matris malzemesi olarak yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE), dolgu malzemesi olarak %20 oranında ceviz kabuğu ve sırasıyla %1, %3 ve %5 oranında nano kalsit (CaCO3) kullanılarak biyo hibrit kompozitler üretilmiştir. Tüm malzemeler ilk önce mekanik harmanlama işlemi ile karıştırıldı ve sonrasında ise ekstrüder makinesinde granül haline getirildi. Daha sonra enjeksiyon kalıplama yöntemi kullanılarak hazırlanan karışımlardan ilgili standartlara uygun olarak test numuneleri üretildi. Üretilen numunelere ISO 527-1 standardına göre çekme testi, ISO 178 standardına göre olarak üç nokta eğme testi, ISO 180 standardına göre Charpy darbe testi ve sertlik ölçümü yapılarak mekanik özellikler karakterize edildi. Kompozitlerin ısıl özelliklerinin belirlenmesi amacıyla DSC, TGA testleri uygulandı. Fiziksel ve kimyasal özelliklerinin belirlenmesi amacıyla da FT-IR, su absorpsiyon testi ve ASTM D523 standardına göre glossmetre parlaklık ölçümleri gerçekleştirildi. Kompozitlerin mikro yapıları SEM kullanılarak incelendi. %20 CK dolgulu numunenin çekme mukavemeti saf YYPE'ye yakın değerlerde elde edildi. Ancak karışıma eklenen nano kalsitin çekme mukavemetini oran fark etmeksizin bir miktar düşürdüğü görüldü. Kompozitlerin çekme elastisite modülü üzerindeki etkisi ise önemsizdir. Çekme elastisite modülün benzer değerlerde seyrettiği tespit edildi. En yüksek eğme mukavemet değeri %20 CK dolgulu kompozitte ~46 MPa olarak ölçüldü. Karışıma eklenen nano kalsitin olumsuz etki göstererek eğme mukavemet değerlerini düşürürken, darbe mukavemetini ise önemli oranda arttırdı. Nano kalsit ve ceviz kabuğu dolgusunun kompozitin mekanik ve termal özelliklerini etkilediği, su tutma kapasitesini ve mikro yapıyı farklılaştırdığı, malzemenin parlaklığı üzerinde etkili olduğu tespit edilmiştir. Hazırlanan kompozitlerin, mekanik ve termal performansları ile fiziksel ve kimyasal özellikleri dikkate alındığında, çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılabilir olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Bu kompozitler, özellikle çevre dostu malzemelere olan talebin arttığı otomotiv, inşaat ve ambalaj sektörlerinde sürdürülebilir alternatifler sunmaktadır. Anahtar Kelimeler: Nano CaCO3, Ceviz kabuğu, YYPE, Polimer kompozit, Yeşil kompozit