ELYAF ORANININ BAZALT ELYAF TAKVİYELİ POLİLAKTİK ASİT (PLA) KOMPOZİTLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE ETKİSİ

Kompozit malzemelerin yaygın kullanımı araştırmacıları bu alanda kullanılacak sürdürülebilir hammaddeler üzerinde araştırma yapmaya yöneltmektedir. Bu çalışmada, ekstrüzyon ve bunu takiben basınçlı kalıplama yöntemi ile sürdürülebilir termoplastikpolilaktik asit (PLA) matrislikompozit malzemeler üretilmesi amaçlanmıştır. Doğal inorganik bir elyaf kaynağı olarak, 3 mm kırpılmış bazalt elyaflar ağırlıkça % 50 elyaf oranına kadar farklı oranlarda doğal kaynaklardan üretilmiş PLA matrise takviye edilmiştir. Kompozitpellet üretimi için tek vidalı ekstrüder ve ardından sıcak presleme işlemi ile kompozit paneller üretilmiştir. Hazırlanan bütün kompozit numuneler üzerinde yoğunluk, çekme, eğme ve darbe deneyleri yapılmıştır. Sonuçlar, bazalt elyaf takviye oranının artması ile kompozit malzemelerin yoğunluğunun arttığını göstermiştir. Aynı zamanda, artan elyaf oranı ile PLA kompozitlerin çekme, eğilme elastikiyet modüllerinin lineer şekilde artığı ve saf PLA ya göre yaklaşık %180 artış sağlanmıştır. İstatistik değerlendirme sonucunda ağırlıkça %45 elyaf oranında bazalt elyaf içeren PLA kompozitlerinin diğer elyaf oranlarına göre önemli derecede farka sahip olduğu ve sırasıyla 53,73 MPa, 118 MPa ve 1,49 kJ/m2 olmak üzere en yüksek çekme, eğme ve darbe dayanımına sahip olduğu görülmüştür.

EFFECT OF FIBRE CONTENT ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF BASALT FIBRE REINFORCED POLYLACTIC ACID (PLA) COMPOSITES

A widespread use of composite materials leads researchers to search for sustainable raw materials. In the present work, a sustainable thermoplastic polylactic acid (PLA) based composite materials were aimed to produce by extrusion followed with compression moulding method. The chopped basalt fibres with the length of 3 mm were also used as natural inorganic fibre source to reinforce PLA matrices obtained natural resources with the different contents until 50% by weight. Composite pellets were manufactured by a single screw extruder and followed composite panels were manufactured in the hot compression moulding machine. All of the composite samples were experimented to density, tensile, bending and impact tests. The results indicated that the density of the composite materials increase with the increasing of the content of basalt fibres. Besides, the increment of fibre content and about 180% increase compare to pure PLAlinearly enhanced the tensile and flexural modulus of composite materials. As a result of statistical evaluation, basalt fibre reinforcedPLA composites at fibre content of45 wt% were found to have significant difference among other fibre contents and had highest tensile, flexural and impact strength results of 53.73 MPa, 118 MPa and 1.49 kJ/m2, respectively.

___

  • 1. Ren X., 2003,“Biodegradable Plastics: A Solution of A Challenge?”, Journal of Cleaner Production Vol:11, pp: 27-35.
  • 2. KoganF. M. and Nikitina O. V., 1994,“Solubility of Chrysotile Asbestos and Basalt Fibersin Relation to Their Fibrogenicand Carcinogenic Action”,Environment Health Perspective, Vol:102, pp: 205.
  • 3. Gurev V. V.,Neproshin E. I., Mostovoi G. E,2001, “The Effect of Basalt Fiber Production Technology on Mechanical Properties of Fiber”, Glass and Ceramics, Vol: 58, pp: 62-65.
  • 4. Carmignato S, De Rosa IM, Sarasini F, Valente M.,2009,“Basalt Fiber Reinforced VinylPolyester Composite: An Overview” In: Proceedings of 2nd International Conference on Innovative Natural FiberComposites for IndustrialApplications, Rome; April.
  • 5. Lim, L. T., Auras R., Rubino M.,2008, “Processing Technologies for Poly(lactic acid)”, Progress in Polymer Science, Vol: 33,pp:820-852.
  • 6.Zhang Y., Yu C., Chu P.K., L.F., Zhang C. and Ji J., 2012,“Mechanical and Thermal Properties of Basalt Fiber Reinforced Poly(butylene Succinate) Composites”, Materials Chemistry and Physics, Vol: 133, pp: 845– 849. 7.Manshor M.R., Anuar H., Aimi M.N.N., Fitrie M.I.A., NazriW.B.W., Sapuan S.M., El-Shekeil Y.A. andWahit M.U., 2014, “Mechanical, Thermal and Morphological Properties of Durian Skin Fiber Reinforced PLA Biocomposites”, Materials and Design, Vol: 59, pp: 279–286.
  • 8. Jonoobi, M., Harun J., Mathew, A.P. andOksman, K.,2010,“Mechanical Properties of Cellulose Nanofiber (CNF) Reinforced Polylactic Acid (PLA) Prepared by Twin Screw Extrusion”, Composites Science and Technology, Vol: 70, 1742–1747.
  • 9. CzigányT., Kovács G., TábiT., 2013, “Basalt Fiber Reinforced Poly(Lactic Acid) Composites For Engineerıng Applications”, 19th Internatıonal Conference on Composite Materials”,pp: 4377-4383 .
  • 10. Jones, R.F., 1998. “Guide to Short Fiber Reinforced Plastics”. Hanser Publishers, Munich, Germany.
  • 11. Fu, S. Y., Lauke B, Ma Y.-W., 2009 “Science and Engineering of Short Fibre Reinforced Polymer Composites”, Woodhead Publishing, Cambridge, UK.
  • 12. Andrzej K. Bledzki and Omar Faruk 2004,“Wood Fiber Reinforced Polypropylene Composites: Compression and Injection Molding Process”, Polymer–Plastics Technology and Engineering Vol. 43, No. 3, pp. 871–888
  • 13.Monoobi, M., Harun J., Mathew, A.P. andOksman, K., 2010, “Mechanical Properties of Cellulose Nanofiber (CNF) Reinforced Polylactic Acid (PLA) Prepared by Twin Screw Extrusion”, Composites Science and Technology, Vol: 70, pp: 1742–1747.
  • 14. Ochi, S., 2008, “Mechanical Properties of KenafFibers and Kenaf/PLA Composites, Mechanics of Materials”, 40, pp: 446–452,.
  • 15. Fiore V., Scalici T., Di Bella G., Valenza A, 2015, “A Review on Basalt Fibre and Its Composites”, Composites Part B, Vol: 74, pp 74-94 16. Chen X, Li Y, Gu N. 2010 “A Novel Basalt Fibre-Reinforced Polylactic Acid Composite For Hard Tissue Repair”, Biomedical Materials, Vol:5, pp: 1-8 17. Kurniawan D., Kim, B S, Lee, H.Y. and Lim J Y., 2011, Effects of Varıous Treatments onMechanical Properties of Basalt FiberPolylactic Acid Composites”, 16th International Conference on Composite Structures ICCS 16,FEUP, Porto.
  • 18. Tábi, T., Tamás, P., Kovács, J.G., 2013“Chopped Basalt Fibers: A New Perspective in Reinforcing Poly(lactic Acid) to Produce Injection Moulded Engineering Composites from Renewable and Natural Resources”, Express Polymer Letters, Vol:7(2),pp:107–119.
  • 19.Liu, T., Yu, F., Yu, X., Zhao, X., Lu, A. and Wang, J., 2012, “Basalt Fiber Reinforced and Elastomer Toughened Polylactide Composites: Mechanical Properties, Rheology, Crystallization, and Morphology”, Journal of Applied Polymer Science, Vol: 125, pp: 1292–1301.
  • 20. Zhang, Z. F andXin,Y., 2014, “Mechanical Properties of Basalt-Fiber-Reinforced Polyamide-6/Polypropylene, Composites”, Mechanics of Composite Materials, Vol: 50(4), pp: 509-514.
  • 21. Tabi, T., Egerhazi A.Z., Tamas P., Czigany T. ve Kovacs J.G., 2014“Investigation of Injection Moulded Poly(lactic Acid) Reinforced with Long Basalt Fibres”, Composites: Part A, Vol: 64, 99–106,.
  • 22. Hull,D.,Clyne,T. W., 1996,“An Introduction to Composite Materials”, Cambridge UniversityPress, Cambridge.
  • 23.Lee, D.J. “Comparison of Mechanical Properties of Compression and Injection Molded PEEK/Carbon Fiber Reinforced Composites”,2006, Key Engineering Materials, Vol: 306, pp: 751-756,
  • 24. Barkoula, N.M., Garkhail, S.K. and Peijs, T. “Effect of Compounding and Injection Molding on the Mechanical Properties of Flax Fiber Polypropylene Composites”, Journal of Reinforced Plastics and Composites. Vol: 29, 1366-1385, 2010.
Tekstil ve Konfeksiyon-Cover
  • ISSN: 1300-3356
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Yayıncı: Ege Üniversitesi Tekstil ve Konfeksiyon Araştırma & Uygulama Merkezi
Sayıdaki Diğer Makaleler

AN INVESTIGATION ON SOUND GENERATION IN DIFFERENT FABRICS

Gamze SÜPÜREN MENGÜÇ, Aslı DEMİR, Faruk BOZDOĞAN, Necdet SEVENTEKİN

FARKLI DİKİŞ İPLİKLERİ İLE FARKLI YIKAMA TİPLERİNİN KUMAŞ VE DİKİŞ MUKAVEMETLERİNE ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Belkıs ZERVENT ÜNAL, Pınar DURU BAYKAL

WEB-TABANLI KİŞİSELLEŞTİRİLMİŞ CRM YAZILIMININ GELİŞTİRİLMESİ VE UYGULANMASI: TÜRKİYE'DEKİ BİR TEKSTİL İŞLETMESİNE YÖNELİK EYLEM ARAŞTIRMASI

Keti VENTURA, Ural Gökay ÇİÇEKLİ, Serkan Utku ÖZTÜRK

YÜZEYLERİNE 2-HİDROKSİ ETİL METAKRİLAT AŞILAMASI İLE YÜN İPLİKLERİN ÇEKME VE HASLIK ÖZELLİKLERİNİ GELİŞTİRMESİ

Fatma NURALIN, Mehlika PULAT

GELİNLİK ÜRETİMİNDE MODÜLER ÜRÜN GELİŞTİRME ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA

Seda KULELİ, Zümrüt BAHADIR ÜNAL

PREDICTION OF DIMENSIONAL CHANGE IN FINISHED FABRIC THROUGH ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS

Mihriban KALKANCI, Mahmut SİNECEN, Gülseren KURUMER

ALT KAT TABAN MALZEMESİNİN PİEZOELEKTRİK AKILLI DOKUMA YAPISININ GERİLİM ÇIKTISIÜZERİNE ETKİSİNE İLİŞKİN BİR ARAŞTIRMA

Derman VATANSEVER BAYRAMOL

Zar Örgülü Kumaşların Gama Radyasyonu Kalkanlama Etkinliği Üzerine Bir Araştırma

Berkay CAMGÖZ, Hakan ÖZDEMİR

WEB-TABANLI KİŞİSELLEŞTİRİLMİŞ CRM YAZILIMININ GELİŞTİRİLMESİ VE UYGULANMASI: TÜRKİYE'DEKİ BİR TEKSTİL İŞLETMESİNE YÖNELİK EYLEM ARAŞTIRMASI

Keti VENTURA, Gökay ÇİÇEKLİ, Serkan Utku ÖZTÜRK

ELYAF ORANININ BAZALT ELYAF TAKVİYELİ POLİLAKTİK ASİT (PLA) KOMPOZİTLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE ETKİSİ

Mustafa ASLAN, Murat KAYA, Onur GÜLER, Ümit ALVER