Otomotiv endüstrileri için doğal lifler ile güçlendirilmiş polimer matrisli kompozitlerin geliştirilmesi

Doğal kaynaklara erişiminin kolay ve maliyetinin düşük olması nedeniyle, son yıllarda kompozit malzeme geliştirme üzerine yapılan araştırmalar, sentetik malzemeler yerine alternatif doğal katkı malzemelerin geliştirilmesi üzerine yoğunlaşmıştır. Lif takviyeli polimer matrisli kompozit malzemelerin üretiminde bitki liflerinin kullanımı çevre dostu ve sürdürülebilir bir süreçtir. Düşük ağırlık, düşük maliyet, üretim ekipmanlarına zarar vermeme ve iyi mekanik dayanım gibi özelliklerinden dolayı, doğal bitkilerden elde edilen selüloz liflerinin, sentetik liflere alternatif olarak polimer matrisli kompozit malzemelerin üretiminde takviye elemanı olarak kullanımı birçok endüstriyel alanda artmıştır. Bu çalışmanın amacı, otomotiv endüstrisinde birçok otomobil bileşeninin yapısında yer alan polistiren (PS) ve polivinil klorür (PVC) gibi polimerleri ve doğal bitki liflerini kullanarak, mekanik özellikleri iyileştirilmiş yeni bir kompozit malzeme geliştirmektir. Bu çalışmada doğal selüloz liflerinin eldesi için atık enginar sapları kullanılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında enginar sapının yapısal bileşimi tayin edilmiş ve mikrokristalin selüloz (MCC) elde edilmiştir. Elde edilen MCC'nin Fourier dönüşümlü infrared spektroskopisi (FTIR) ile kimyasal yapısı, X ışını kırınım (XRD) yöntemi ile kristal yapısı ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile morfolojik yapısı incelenmiştir. Mikrografikler incelendiğinde, MCC'nin bir eksen boyunca yönlenmiş, mikro düzeyde çapa sahip liflerden oluşan düzenli bir yapı sergilendiği belirlenmiştir. Daha sonra çözelti döküm yöntemi ile MCC katkılı polimer matrisli kompozitler üretilmiştir. Kompozit malzemeleri oluşturan bileşenler arasındaki kimyasal etkileşimler FTIR ile analiz edilmiştir. PS ana matrisine; PVC, gliserol ve MCC katkılarının ve katkı oranlarının, kompozit malzemelerin, mekanik özellikleri, termal bozunma davranışları, morfolojik yapıları ve dielektrik özellikleri üzerindeki etkileri sırasıyla çekme testleri, termogravimetrik analiz (TGA), SEM ve dielektrik sabiti ölçümleri ile incelenmiştir. Yapılan çekme testleri sonucuna göre PS:PVC kütle oranı 5:3 olan ve %3 MCC katkısı içeren kompozit filmin en iyi çekme dayanımına (20,32 MPa) sahip olduğu ve saf PS filmine göre çekme dayınımının %55 arttığı belirlenmiştir.