Farklı biyokütle kaynaklarının biyokompozit malzeme üretiminde kullanılabilirliğinin araştırılması
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2023
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
İklim değişikliği ve çevre sorunlarının artmasıyla birlikte, sürdürülebilir inşaat malzemelerine olan talep artmaktadır. Biyokütle kökenli malzemeler, yenilenebilir kaynaklardan elde edildikleri ve karbon ayak izini azalttıkları için bu talebi karşılayabilecek potansiyele sahiptir. Biyokütlenin dönüşümüyle elde edilen malzemeler, yapı elemanları, yalıtım malzemeleri ve kaplamalar gibi farklı alanlarda kullanılabilir. Bu malzemelerin özellikleri, geleneksel malzemelere benzerlik gösterirken çevre dostu ve sürdürülebilir olmaları, biyokütle malzemelerini çekici bir alternatif haline getirir. Biyokütle malzemelerin kullanımı ayrıca atık yönetimi sorunlarının çözülmesine yardımcı olur ve çevre dostu bir inşaat sektörünün oluşturulmasına katkıda bulunur. Bu tez kapsamında, tarımsal artıklar (pamuk ve çeltik sapları), fungus (Rhizopus oryzae mikroorganizması) ve tekstil atığı (kenevir lifleri) kullanılarak termal, biyolojik ve kimyasal ön işlem uygulanarak fiber destek materyali üretilmiştir. Tez çalışmasının birinci aşaması pamuk ve çeltik saplarından termal dönüşüm ile biyokömür üretimi şeklinde gerçekleştirilmiştir. 550°C-90dk deney koşullarında elde edilen biyokömür, pamuk ve çeltik için sırasıyla %76, 22 ve %53, 64 şeklinde en yüksek karbon içeriğine sahip olduğundan destek materyali olarak belirlenmiştir. Tez çalışmasının ikinci aşaması katı kültür fermantasyonuyla Rhizopus oryzae fungusundan miselyum üretimi şeklinde gerçekleştirilmiştir. Buğday kepeği ve malt çimi besi ortamında ekimi gerçekleştirilen fungusun en yüksek spor sayımının %100 buğday kepeği ortamında gerçekleştiği belirlenmiştir. Daha sonra buğday kepeği katı ortamında Design Expert 7.0 Central Composite Design deney tasarımı kullanılarak nem (%30-%80), aşı (%10-%30) ve zaman (2 gün-10gün) bağımsız değişkenlerle hazırlanan deney deseniyle denemeler gerçekleştirilmiştir. Fungus üretiminde yapılan optimizasyon sonucunda en yüksek miselyum üretiminin gerçekleştiği programın sunduğu çözüm önerilerinden olan %79, 94 nem, %28, 01 aşı ve 9, 74 gün seçilerek fiber destek materyali üretimi gerçekleştirilmiştir. Tez çalışmasının üçüncü aşaması pektinaz ve ksinalaz enzimatik ön işlemleri uygulanan kenevir liflerine fluorokarbon ön işlemi 80g/1L, pH 5-6 koşullarında uygulanarak kimyasal ön işlem gerçekleştirilmiştir. Tüm destek materyalleri 200?m altına kadar öğütülüp homojen hale getirilmiş ve nemi giderilmiştir. Daha sonrasında çift vidalı ekstrüder kullanılarak fiber/PLA yükleme oranı %4, %5, %8 ve %10 olacak şekilde birleştirilip granül üretilmiştir. Daha sonra granüllerden enjeksiyon baskı yöntemiyle biyokompozit üretimi gerçekleştirilmiştir. Daha sonrasında, destek materyalleri biyobozunur Polilaktik asit (PLA) polimeriyle ağırlıkça farklı yükleme oranlarıyla (%4, %5, %8, %10) çift vidalı ekstrüder vasıtasıyla birleştirilerek granül hale getirilmiştir. Söz konusu granüllerden enjeksiyon baskı ile biyokompozit üretimi gerçekleştirilmiştir. Ürünün malzeme özelliklerinin belirlenmesi amacıyla çeşitli karakterizasyon testleri (Yoğunluk testi, Mekanik testler, XPS analizi, Termogravimetrik analiz, DSC analizi, HDT-Vicat analizi, Termal İletkenlik ve SEM analizi) yapılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde %5Fungus/PLA ve %5Kenevir/PLA biyokompozitlerinin termal iletkenlikleri sırasıyla 0, 038 W/mK ve 0, 052 W/mK olup mevcut yalıtım malzemeleriyle rekabet etme potansiyeline sahiptir. Böylece, biyokütle kaynaklarından elde edilen malzemelerin yapı sektöründe alternatif malzeme olarak kullanılması, sürdürülebilirlik ve çevre sorunlarının çözümü noktasında katkıda bulunabilecektir. Gelecekte, biyokütle malzemelerin kullanımının daha da artmasıyla birlikte, yapı sektörünün daha sürdürülebilir ve çevre dostu bir yol izlemesi mümkün olabilecektir.;Doğal fiber, PLA, biyokompozit, çevre dostu malzeme.;Natural fiber, PLA, biocomposite, eco-friendly material.
Açıklama
Fen Bilimleri Enstitüsü, Güneş Enerjisi A.B.D. Araştırma Projesi
Araştırma Projesi elektronik ortamda bulunmaktadır.
Araştırma Projesi elektronik ortamda bulunmaktadır.
