Termoplastik Nişasta Esaslı Polimer-Biyokompozit Köpük Üretimi

Bu çalışmada, termoplastik nişasta içerisine dolgu maddesi olarak buğday sapı unları ve polimer matris olarak biyobozunur polikaprolakton (PCL) kullanılarak polimer kompozit malzemeler üretilmiştir. Polimer kompozit malzemelerinin üretimi ekstrüzyon ve pres kalıplama yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Üretilen kompozit örnekleri mikro-hücre yöntemi teknolojisi kullanılarak köpüklendirme işlemine tabi tutulmuştur. Köpüklendirilmiş örneklerin yoğunlukları tespit edilmiş olup taramalı elektron mikroskobu yardımıyla (SEM) morfolojik özellikleri belirlenmiştir. Köpüklendirme işleminden önce kompozit örneklerin gaz tutma ve gaz çıkış hızı değerleri belirlenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde PCL oranındaki artışa bağlı olarak örneklerin gaz tutma kapasitesinde önemli oranda bir artış, gaz çıkış hızı değerlerinde ise PCL oranındaki artışa paralel olarak bir azalma meydana gelmiştir. PCL oranındaki artışa paralel olarak köpüklendirmenin daha iyi olduğu ve düşük yoğunluklu örneklerin üretilebildiği tespit edilmiştir.

Thermoplastic Starch Based Polymer-Biocomposite Foam Production

In this study, thermoplastic starch based polymer composites were manufactured using lignocellulosic filler (wheat straw flour) and polymer matrix (policaprolactone) through extrusion and compression molding. Thermoplastic starch based composites were foamed using microcellular foaming technology. Densities of the foamed samples were determined. Morphologies of polymer composites were studied using scanning electron microscopy (SEM). Before foaming, solubility and diffusivity of manufactured composites were measured. According to test results, solubility of composites were reduced with the increase of PCL loading but diffusivity values of composite samples were decreased with PCL loading. Parallel to increase of PCL loading, both composite samples are found better foaming with policaprolactone loading and density reduction of the foamed samples was reduced.

PDF

___

Aydemir D., 2012. Selülozik nano/makro partiküllerle desteklenmiş stiren maleik anhidrit (SMA) kompozitlerinin köpüklendirilmesi ve karakterizasyonu. Doktora Tezi, Bartın Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 175s. Bartın.
Curvelo A.A.S., De Carvalho A.J.F., Agnelli J.A.M. 2001. Thermoplastic starch-cellulosic fibers composites: Prelimary results. Carbonhydrate Polymers, 45 (2), 183 188.
Dintcheva N.T., Mantia F.P.L. 2007. Durability of starch-based biodegradable polymer. Polymer Degradation and Stability, 92 (4), 630-634.
Di Y., Iannace S., Di Maio E., Nicolas L. 2005. Reactively modified poly(lactic acid): Properties and foam processing. Macromolecular Materials and Engineering, 290 (11), 1083-1090.
Gangjian G. 2006. Development of fine-celled biofibre composite foams using physical blowing agents and nanoparticle. Degree of Doctor of Philosophy, University of Toronto.
Karakuş K., 2012. Nişasta esaslı biyolojik olarak bozunabilen odun polimer kompozitlerin üretimi ve mikro hücre yöntemiyle köpüklendirilmesi. Doktora Tezi, KSU Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş.
Liu D., Zhong T., Chang P.R., Li K., Wu Q. 2010. Starch composites reinforced by bamboo cellulosic crystals. Bioresource Technology, 101 (7), 5292536.
Matuana L.M. 2008. Solid state microcelllular foamed poly(lactic acid): Morpholgy and property characterization. Bioresource Techn., 99 (9), 3643- 3650.
Matuana L.M., Diaz C.A. 2010. Study of cell nucleation in microcellular poly(lactic acid) foamed with supercritical CO2 through a continuous- extrusion process. Ind. Eng. Chem. Res., 49 (5), 2186-2193.
Mengeloğlu F., Karakuş K. 2008. Some properties of eucalyptus wood flour filled recycled high density polyethylene polymer-composites. Turk. J. Agric For., 32 (6), 537-546.
Mengeloglu F., Karakus, K. 2012. Mechanical properties of injection-molded foamed wheat straw filled HDPE biocomposites: The effects of filler loading and coupling agent contents. Bioresources, 7 (3), 3293-3305.
Özsağıroğlu E., 2011. Enzimatik polimerizasyon ile sentezlenen polikaprolakton reaksiyon koşulları etkisinin ve polikaprolaktonun biyobozunurluğunun incelenmesi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, 81s. İstanbul.
Panthapulakkal S., Law S., Sain M. 2004. Injection molded hybrid natural fiber composite materials for automotive applications. SAE Paper No, DOI: 2004-01-0014.
Patel S.V., Venditti R.A., Pawlak J.J. 2010. Dimensional changes of starch microcellular foam during the exchange of water with ethanol and subsequent drying. Bioresearches, 5 (1), 121-134.
Sain M., Li H. 2003. High stiffness natural fiber-reinforced hybrid polypropylene composites. Polym. Plast Technol Eng. 42 (5), 853-862.
Yetkin S.H., Ünal H. 2008. Polimer esaslı köpük malzemeler, Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Sayı 17, ISSN 1302- 3055, Kütahya.
Willett J.L., Shogren R.L. 2002. Processing and properties of extruded starch/polymer foams. Polymer, 43 (22), 5935-5947.