Polilaktik Asit Biyokompozitlerin Geliştirilmesi ve Mekanik Modellenmesi

Türkiye’de yerel madenler kullanılarak biyokompozit hammaddelerin üretilmesinin ön hazırlık araştırılması, yerel bilimsel imkanlar kullanılarak teknik özelliklerinin ve farklı sektörler için mekanik ürünleştirme kapasitesinin belirlenmesi tez kapsamında gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmada kullandığımız Polilaktik Asitin camsı geçiş sıcaklığı (Tg) 65 ºC olup gevrek bir polimerdir. Perlit, silikat içerikli volkanik bir kaya olup, hızlıca ısıtıldığı zaman cevher formundaki hacminin 20 katına kadar genleşebildiği görülmektedir. Bu doktora tez çalışmasında, Polilaktik Asit ve farklı türde perlitleri karıştırıp yeni bir biyokompozit malzeme grubu üretilmiştir. Bu yeni malzeme grubundan mekanik bir ürün elde etmek için, biyokompozitlerin mekanik, reolojik ve termal özellikleri incelenmiştir. Araştırma esnasında, polilaktik asit, perlit ve kavak ağacı biyokompozitlerinin öncelikli olarak otomotiv ve züccaciye sektörleri için uygulama imkanlarının incelemesi hedeflenmiştir. Genleşmiş ve yarı işlenmiş formlardaki perlit numuneleri x-ışını floresans spektrometresi, x-ışını kırınımı, optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu, piknometre, Brunauer-Emmett-Teller yüzey alanı analizi, Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi, ısıl kütle kaybı analizi ile test edilmiş ardından ekstrüderde polilaktik asit ve polilaktik asit+kavak ağacı talaşı ile farklı yüzde oranlarında karıştırılmıştır. Son olarak üretilen biyokompozit numuneler çekme testi, reometre, ısıl kütle kaybı analizi, diferansiyel taramalı kalorimetre ile karakterize edilip Mathematica yazılımı kullanılarak mekanik modelleme yapılmıştır. Bu sayede polilaktik asit+perlit malzemesi matematiksel ve deneysel anlamda karakterize edilmiştir. Çalışmanın bu iki yönlü karakterizasyonu literatüre kazandırılmıştır. Gelinen aşamada standart mikromekanik yarı deneysel modeller kullanılarak malzeme davranışını tahmin etmek mümkün olmadığından, modifiye edilmiş Guth hesaplama yöntemi geliştirilmiştir.