Fındıkkabuğu tozu takviyeli/polimetilmetakrilat kompozitlerin kırılma ve eğilme davranışlarının incelenmesi

Çalışmanın amacı, gevrek matrislerde fındıkkabuğunun toklaştırma etkisini eğilme ve farklı kırılma yöntemleri ile ortaya koymaktır. 50µ partikül boyutuna sahip %5, %10, %15 ve %20 ağırlık oranlarında fındıkkabuğu tozu takviyeli /Polimetilmetakrilat kompozitler üretildi. Üretilen polimer kiriş numunelere, ısıl kür işleminden sonra, a/W= 0,1, 02, 03, 04, 0,5 başlangıç çentikleri açıldı. Çentiksiz ve tek kenardan çentik açılmış kompozit numunelerin mode I kırılma davranışları üç nokta eğme testi uygulanarak ortaya konuldu. Kritik Gerilme Şiddet Faktörü (KIC) J- integral, Başlangıç Çentik Derinliği ve Komplians metotları ile hesaplandı. Bununla birlikte eğilme modülü ve eğilme gerilmeleri de belirlendi. HNSF/ PMMA kompozitlerin mikro yapısı XRD, FTIR ve SEM çalışmaları ile ortaya konuldu. Çalışmanın sonuçlarına göre, fındıkkabuğu tozu / Pmma kompozitlere eklenen tozların %10 katkı oranında eğilme kuvveti, eğilme modülü ve kırılma tokluğunu arttırdığı belirlenmiştir.

Examining the breaking and bending behaviors of the polymethylmethacrylate composites reinforced with hazelnut shell powder

The objective of the present study is to reveal the toughening effect of the hazelnut shell on the brittlematrices by using the bending and breaking methods. The polymethylmethacrylate compositesreinforced with hazelnut shell powder with 50µ particle size at the weight concentrations of 5%, 10%,15%, and 20% were prepared. The polymer beam samples were exposed to heat cure procedure andthe initial notches were created at a/W=0.1, 0.2, 0.3, 0.4, and 0.5. The Mode I breaking behaviors ofthe notched at single edge and non-notched composite samples were examined by using three-pointbending test. The critical stress intensity factor (KIC), J-integral, initial notch depth, and compliancemethods were used in calculations. Besides them, the bending module and bending stress values werecalculated. The microstructures of HNSP/PMMA composites were determined by using XRD (x-raydiffractometer), FTIR (Fouirer Transform Infrared Spektrofotometre), and SEM (scanning electronmicroscope) analyses. According to the results obtained, it was determined that the bending strength,elasticity module, and fracture toughness values increased at 10% additive ratio for the HNSP (haselnut shell flour)/PMMA (polymethylmethacrylate) composites.

___

  • Açikalin K (2010) Çeşitli biyokütle atık maddelerin pirolizi ve elde edilen ürünlerinanalizi. PhD Thesis. YTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü.
  • Arikan H, Avci A, Akdemir A (2004) Fracture behaviour of steel fibre reinforced polymer composite. Polymer testing, 23 (6): 615-619. doi: 10.1016/j.polymertesting.2004.02.002
  • Asadi M, Bazyar B, Hemmasi, AH, Ghsemi İ, Talaeipoor M (2018) Assessment of Mechanical and Morphological Properties of New Poly Lactic Acid (PLA) / Wood Fibers / Nanographene Composite, Drvna Industrıja. 69 (2): 127-134. doi:10.5552/drind.2018.1735
  • Atkins AG, Mai YW (1988) Elastic and plastic fracture. Chichester, UK, Ellis Horwood/John Wiley. Ayfer M (1986) Turkish Hazelnut Types. Ankara
  • Balart JF, Fombuena V, Fenolla O, Boronat T, Sánchez-Nacher L (2016) Processing and characterization of high environmental efficiency composites based on PLA and hazelnut shell flour (HSF) with biobased plasticizers derived from epoxidized linseed oil (ELO). Composites Part B: Engineering, (86):168-177. 10.1016/j.compositesb.2015.09.063
  • Bhaskar j, Haq S, Yadaw SB (2011) Evaluation and testing of mechanical properties of wood plastic composite, Journal of Thermoplastic Composite Materials, 25(4):391–401. doi: 10.1177/0892705711406158
  • Bledzki AK, Mamun AA, Volk J (2010) Physical, chemical and surface properties of wheat husk, rye husk and soft wood and their polypropylene composites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 41 (4): 480-488. doi:10.1016/j.compositesa.2009.12.004
  • Büyükkaya K (2017) Isırgan lifi-fındıkabuğu unu ile güçlendirilmiş hibrit kompozitlerin mekanik davranışlarının incelenmesi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Part C:Tasarım ve Teknoloji, 5(4):133-144
  • Cherepanov GP (1967) The propagation of cracks in a continuous medium. J.Appl.Math.Mech, 31(3):503-512.
  • Courtney Ennis CP, Kaiser RI (2010) Mechanistical studies on the electron-induced degradation of polymethylmethacrylate and Kapton, Phys. Chem. Chem. Phys., 12, 14902–14915
  • Creela JA, Stovera SM, Martina RB, Fyhriea DP, Hazelwooda SJ, Gibelinga JC (2009) Compliance calibration for fracture testing of anisotropic biological materials, journal of the mechanical behavior of biomedical materials, 2 571-578. doi:10.1016/j.jmbbm.2008.11.005
  • Davalos JF, Qiao P, Madabhusi, RP, Lang EM (1998) Mode I fracture toughness of fiber reinforced composite-wood bonded interface. Journal of Composite materials, 32(10): 987-1013. https://doi.org/10.1177/002199839803201005
  • Gassan J, Bledzki AK (1997) The influence of fiber-surface treatment on the mechanical properties of jute-polypropylene composites. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 28(12): 1001-1005. https://doi.org/10.1016/S1359-835X(97)00042-0
  • George M, White CV, Wolfgang W (2007) Introduction to Engineering Materials, Second edition, CRC pres, pp.239.
  • Giresun Commodity Exchange Data, 2009. Guo W, Bao F, Wang Z (2013) Biodegradability of wood fiber/poly (lactic acid) composites. Journal of Composite Materials, 47 (28): 3573-3580. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2014.06.009
  • Kim BC, Park SW, Lee DG (2008) Fracture toughness of the nanoparticle reinforced epoxy composite, Composite Structures, 86: 69–77. doi:10.1016/j.compstruct.2008.03.005
  • Kumar V (2009) Pyrolysis and gasification of lignin and effect of alkali addition. PhD Thesis. Georgia Institute of Technology.
  • Luyt A, Malunka M (2005) Composites of low-density polyethylene and short sisal fibres: the effect of wax addition and peroxide treatment on thermal properties. Thermochimica Acta 426 (1):101-107. doi:10.1016/j.tca.2004.07.010
  • Marshall GP, Coutts LH, Wıllıams JG (1974) Temperature effects in the fracture of Pmma, Journal of Materıals Scıence, 9, 1409-1419.
  • Mwaikambo LY, Ansell MP (2002) Chemical modification of hemp, sisal, jute, and kapok fibers by alkalization. Journal of applied polymer science, 84(12): 2222-2234. https://doi.org/10.1002/app.10460
  • Özveren U, Bozdağ D, Şahin S, Özdoğan S (2012)T G-MS ve FTIR Kullanılarak Fındık Kabuğunun Gazlaştırılmasının İncelenmesi, Onuncu Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 3-6 September , Koç University, İstanbu.l
  • Roncero MB, Torres AL, Colom JF, Vidal T (2005) The effect of xylanase on lignocellulosic components during the bleaching of wood pulps. Bioresource technology, 96 (1): 21-30. 10.1016/j.biortech.2004.03.003
  • Rong MZ, Zhang MQ, Luı Y, Yang GC, Zeng HM (2001)The effect of fiber treatment on the mechanical properties of unidirectional sisalreinforced epoxy composites. Composites Science and technology, 61(10): 1437-1447.
  • Samanci A (2012) Fracture behavior of woven steel fiber reinforced and sand particle filled polymer composites. Construction and Building Materials, 26 (1):167-171. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.06.006
  • Sims R (2002) The brilliance of bioenergy: in business and in practice. Earthscan.
  • Sozen E, Aydemir D, Zor M (2017) The Effects of Lignocellulosic Fillers on Mechanical, Morphological and Thermal Properties of Wood Polymer Composites, 68(3): 195-204. doi:10.5552/drind.2017.1709
  • Španić N, Jambreković V, Alan Antonović A (2010) Basic Materials for Manufacturing WoodPlastic Composites Drvna Industrıja 61 (4) 259-269 (2010),
  • Tada H, Paris PC, Irwin GR (2000) The stres analysis of crack handbook. American Society of Mechanical Engineers. ISNB-13:978- 0791801536
  • Ted L, Anderson T, Anderson L (1991)Fracture Mechanics: Fundamentals and Applications, Third Edition. CRC pres,pp.320, 2005. ISBN-978-0-8493-1656-2
  • Underwood JH, Chait R, Smith CW, Wilhem DP, Andrews WR, Newman JC (1986) Fracture Mechanics: Seventeenth Volume, ASTM International.
  • Vipulanandan C, Dharmarajan N (1989) Fracture properties of particle filled polymer composites. Journal of composite materials, 23 (8): 846-860. https://doi.org/10.1177/002199838902300805
  • Xiaofei Z, Zhi S, Xiaozhi H (2014) Low temperature fracture toughness of PMMA and crack-tipconditions under flat-tipped cylindrical indenter, Polymer Tes., 38: 57-63
  • Zarges JC, Minkley D, Feldmann M, Heim HP (2017) Fracture toughness of injection molded, man-made cellulose fiber reinforced polypropylene, Composites: Part A 98 147–158.
Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 2146-1880
  • Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
  • Başlangıç: 2000
  • Yayıncı: Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Yalancı kelebek [Ricania japonica (Hemiptera: Ricaniidae)]’e karşı bazi kültürel mücadele yöntemlerinin etkisi

Kibar AK, Kaan ALTAŞ

Bazı Onobrychis Miller (Fabaceae) Taksonları'nın yağda çözünen vitamin içeriği

Murat KURSAT, Ökkeş YILMAZ, İrfan EMRE, Muammer BAHSİ, Hakan SEPET, Ahmet ŞAHİN

Gönen deltası kumul bitki çeşitliliği, tehdit faktörleri ve çözüm önerileri

Selami SELVİ, Fatih SATIL, Gülendam TÜMEN

Orman ürünleri sanayi sektöründe iş kazası ve ölümlü iş kazalarının Türkiye ve Avrupa Birliği ülkeleri düzeyinde incelenmesi

Nadir ERSEN, Kadri Cemil AKYÜZ, İbrahim YILDIRIM, İlker AKYÜZ

Artemisia L. Subgen. Drancunculus (Bess.) Rydb. Taksonlarının uçucu yağ kompozisyonları ve antimikrobiyal özellikleri

Murat KURŞAT, Sevda KIRBAĞ, Eyüp BAĞCI, Şemsettin CİVELEK

Türkiye ormancılık sektörünün finansmanında kullanılan bütçelerin Orman Genel Müdürlüğü özelinde irdelenmesi

Emine Nur YEŞİLYURT, Mustafa Fehmi TÜRKER

PVC kenar bandının 2 mm çıkıntılı olmasının köşe birleştirme direnci üzerine etkisi

Nurdan Çetin YERLİKAYA

Bursa Orman Bölge Müdürlüğü sınırlarında bulunan bazı odunsu bitki türleri ile kurulabilecek potansiyel bal ormanı alanlarının belirlenmesi

Turan SÖNMEZ, Burhan GENCAL

Kadastro sonucu orman sayılmayan ağaçlık alanlar: Gölcük orman işletme şefliği örneği

Hüseyin AYAZ, Uzay KARAHALİL

İhtiyaç-etkinlik-mekan ilişkisinin kent parkları örneğinde irdelenmesi

Derya SARI