Yumurta Kabuğu Takviyeli Polimer Kompozitlerin Mekanik Davranışının İncelenmesi

Bu çalışmada, RTV 2 (İki Kimyasal Bileşenli, Oda Sıcaklığında Donan) silikon kalıplara döküm yoluyla üretilmiş yumurta kabuğu takviyeli epoksi esaslı kompozit numunelerin mekanik davranışları incelenmiştir. Test numuneleri, saf epoksi ve epoksi reçineye ağırlık oranının %5, %10, %20, %30 ve %40 yumurta kabuğu tozu takviye edilerek ASTM-D638 ve ASTM-D790 standartlarına uygun olarak hazırlanmıştır. Daha sonra bu kompozit numuneler, çekme ve üç nokta eğilme testlerine maruz bırakılmıştır. Yapılan testler sonucunda en iyi çekme mukavemeti yumurta kabuğu tozunun ağırlık oranının %5 takviyesinde elde edilmiştir. Takviye elemanın ağırlık oranı %5’ten %40’a artırılırken çekme mukavemetinde çok ciddi düşüşler gözlemlenmiştir. Eğilme davranışı için yapılan üç nokta eğilme testlerinde ise yumurta kabuğu tozunun ağırlıkça %20 takviye oranında kullanılması ile en yüksek mukavemet elde edilmiştir. Takviye elemanının ağırlık oranı %20’den fazla eklendiğinde kompozit numunenin eğilme mukavemetinde düşüşler meydana gelmiştir. Sonuç olarak yumurta kabuğu takviyeli polimer esaslı kompozit numunelerin çekme ve eğilme davranışlarının ağırlıkça takviye oranına göre önemli şekilde değiştiği görülmüştür.

Investigation of Mechanical Behavior of Egg Shell Reinforced Polymer Composites

In this study, mechanical behavior of eggshell reinforced composite specimens which is produced by casting into RTV 2 (Two Chemical Componented Room Temprature Vulcanizing) silicone molds based on epoxy was investigated. Test specimens were prepared by reinforcing 5%, 10%, 20%, 30% and 40% eggshell powder by weight to epoxy and pure epoxy resin according to ASTM-D638 and ASTM-D790 standards. After that these composite specimens were subjected to tensile and three-point bending tests. In the results of the tests, the best tensile strength was obtained by reinforcing 5% of the weight ratio of eggshell powder. But, increasing the weight ratio from 5% to 40% very significant reductions in tensile strength were observed. In the three-point bending tests for the bending behavior, the highest strength was obtained in 20% by weight reinforcement of eggshell powder. Adding more than 20% of the weight ratio of the reinforcing element, the bending strength of the composite specimens has been decreased. As a result, it has been observed that the tensile and bending behavior of eggshell reinforced composite specimens based on polymer have been significantly changed according to the reinforcement ratio by weight.

PDF

___

[1] Güneş A. 2019. Yumurta Kabuğu Takviyeli Polimer Esaslı Kompozitlerin Mekanik Davranışının İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Batman Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Batman.
[2] Xanthos M. 2010. Polymers and Polymer Composites. Weinheim: Wiley-VCH, 4-16.
[3] Leong C. 2016. Development Polypropylene (PP)-Modified Chicken Eggshell Composites. Faculty of Engineering and Green Technology Universiti Tunku Abdul Rahman, 10-15.
[4] Nawang R., Danjaji I., Ishiaku U., Ismail H., Mohd Ishak Z. 2001. Mechanical properties of sago starch-filled linear low density polyethylene (LLDPE) composites. Polymer Testing, 20 (2): 167- 172.
[5] Adeosun S., Usman M., Akpan E., Dibie W. 2014. Characterization of LDPE Reinforced with Calcium Carbonate Fly Ash Hybrid Filler. Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering, 2 (4): 334-345.
[6] He H., Li K., Wang J., Sun G., Li Y., Wang J. 2011. Study on thermal and mechanical properties of nano-calcium carbonate/epoxy composites. Materials Design, 32 (8-9): 4521-4527.
[7] Yoo S., Hsieh J., Zou P., Kokoszka J. 2009. Utilization of calcium carbonate particles from eggshell waste as coating pigments for ink-jet printing paper. Bioresource Technology, 100 (24): 6416-6421.
[8] Mohammadi M., Lahijani P., Mohamed A. 2014. Refractory dopant-incorporated CaO from waste eggshell as sustainable sorbent for CO2 capture: Experimental and kinetic studies. Chemical Engineering Journal, 243: 455-464.
[9] Adal S. 2018. Yumurta Kabuğu Tozu Kullanılarak Mineral Madde Bakımından Zenginleştirilen Ekmeklerin Bazı Fiziksel ve Kimyasal Özelliklerinin Belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Celal Bayar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Manisa.
[10] Kıllı U., Tutuş A., Çiçekler M., Özdemir F. 2017. Atık ofis kâğıtları ve yumurta kabuklarından yazı-tabı kâğıdı üretimi. Harran 1. Uluslararası Ar-Ge Proje Pazarı, Şanlıurfa.
[11] Wei H., Shen Q., Zhao Y., Zhou Y., Wang D., Xu, D. 2005. On the crystallization of calcium carbonate modulated by anionic surfactants. Journal of Crystal Growth, 279 (3-4): 439-446.
[12] Chojnacka K. 2005. Biosorption of Cr(III) ions by eggshells. Journal of Hazardous Materials. 121 (1-3): 167-173.
[13] Özğan A.O. 2019. Plastik Kompozit Üretiminde Odun ve Yumurta Kabuğu Kullanımının Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş.
[14] Shashir S.K., Apsarraj A.D., Shashidhar A.L., Basavaroodh A.B. 2017. Experimental investigation of mechanical properties of egg shell powder reinforced with epoxy. International Journal of Emerging Technologies and Innovative Research, 4 (7): 157-160.
[15] Tok A., Ateş S. 2017. Yumurta Kabuğu Tozu, SiC ve Al2O3 Takviyeli Al6061 matrisli hibrit kompozitlerin gerilme dayanımlarının incelenmesi. I. Uluslararası Türk Dünyası Mühendislik ve Fen Bilimleri Kongresi, Antalya.
[16] Gürlek G., Oğurol H., Erden S. 2015. Kapalı kalıpta üretilen poliüretan köpük malzemesine yumurta kabuğu tozu ilavesinin ısı iletim katsayısına ve basma dayanımına etkisi. 3.Ege Kompozit Malzemeler Sempozyumu, İzmir.
[17] Shuhadah S., Supri A.G. 2009. LDPE-isophthalic acid-modified eggshell powder composites (LDPE/ESPI). Journal of Physical Science, 20 (1): 87-98.
[18] Panchal M., Raghavendra G., Rahul Reddy A., Omprakash M., Ojha S. 2020. Experimental investigation of mechanical and erosion behavior of eggshell nanoparticulate epoxy biocomposite. Polymers and Polymer Composites, 1-12.
[19] Hameed H.K., Jassim W.H. 2019. Improvement of some mechanical properties of epoxy using uncarbonized and carbonized eggshell powder. AIP Conference Proceedings, 2190, 020026, 1-8.
[20] Asha A., Sekhar V.C. 2014. Investigation on the mechanical properties of egg shell powder reinforced polymeric composites. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), 3 (12): 288-291.
[21] Shin L.J., Barathi Dassan E.G., Shukur Zainol Abidin M., Anjang A. 2020. Tensile and Compressive Properties of Glass Fiber-Reinforced Polymer Hybrid Composite with Eggshell Powder. Arabian Journal for Science and Engineering, https://doi.org/10.1007/s13369-020- 04561-z