Nanocellulose-polypropylene composites = Nanoselüloz-polipropilen kompozitleri

NANOSELÜLOZ- POLİPROPİLEN KOMPOZİTLER ÖZET Malzeme seçimi günlük yaşantımımızda önemli bir role sahip olmasının yanısıra mühendislik uygulamalarda ve tasarımlarda ürün sürdürülebilirliği açısından da önemlidir. Özellikle, çevre dostu malzemelerin önemi günümüzde artmaktadır. Bu bağlamda, endüstriyel uygulama alanları ve eşsiz özelliklerinden ötürü doğal elyaf takviyeli kompozit malzemelerin önemi artmaktadır. Doğal elyafların kullanılabilirlik, yenilenebilirlik, düşük yoğunluk ve fiyata sahip olma gibi özelliklerinin yanı sıra tatmin edici mekanik özellikleri onları kompozit üretiminde kullanılan cam, karbon ve diğer insan yapımı elyafların çekici bir alternatifi yapmaktadır. Bu çalışmada, nanoselüloz polipropilen kompozitleri çift vidalı ekstrüzyon tekniği ile birleştirme maddesi kullanılarak ve kullanılmadan üretilmiştir. Bu çalışma üç bölümden oluşmaktadır. İlk ve en kapsamlı bölümünde, ağırlıkça % 2 nanocellulose içeren nanocellulose-polipropilen kompozit üretilmiştir. İkinci bölümde, nanoselüloz-polipropilen kompozit iki farklı birleştirme maddesi ile takviye edilmiştir. Son bölümde, kompozit malzemeler mekanik, termal, spektroskopik ve morfolojik özellikleri bakımından karakterize edilmiştir. Kompozitlerin spektroskopik karakterizasyonu nanoselüloz ve polipropilenin arayüz etkileşimini göstermek için gerçekleştirilmiştir. Bundan başka, kompozitlerin termal davranışları ve hidrofobikliği, sırasıyla, termogravimetrik analiz tekniği ve temas açısı ölçümleri ile incelenmiştir. Kompozit morfolojisi taramalı elektron mikroskobu aracılığıyla araştırılmıştır. Son olarak, çekme testi ve dinamik mekanik analiz malzemelerin mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla yapılmıştır. Sonuçlar, saf polipropilen ile karşılaştırıldığında birleştirme maddesi içeren nanoselüloz ve polipropilenin kompozitinin mekanik dayanımının %38 ve elastik modül değerinin %87 oranında arttığını göstermiştir. Ayrıca, kompozitin termal kararlılığında önemli bir değişiklik olmamıştır fakat bağlama maddelerinin eklenmesi ile az miktarda artış göstermiştir. Kompozit örneklerin spektroskopik karakterizasyonlarına göre, matris ve takviye fazı arasındaki ara etkileşimi bağlama maddesinin eklenmesi ile geliştirilmiştir. Sonuç olarak, nanoselüloz-polipropilen kompozitleri ile gerçekleştirilen bu kapsamlı çalışmada kompozit numunenin özelliklerinin bağlama maddesinin eklenmesi ile geliştirilmiştir olduğu gözlemlenmiştir

Uyumlaştırıcı Kimyasalla Güçlendirilmiş Nanoselüloz-Polipropilen Nanokompozitleri

Nanoselüloza olan talep giderek artmasıyla, bu önemli materyal uyumlaştırma kimyasallarıyla polipropilen matrikslerin güçlendirilmesinde kullanılmaktadır. Polipropilen (PP)-selüloz nanofibril (CNF) ve Fusabond Hibrit kompozitler çift vidalı ekstruder kullanılarak hazırlanmıştır. Ticari uyumlaştırıcı kimyasal PP/CNF kompozitlerinin mekanik özelliklerini iyileştirmek için kullanılmıştır. Buradaki esas zorluk, PP ve CNFs arasında uyumlu bağları oluşturmak ve polimer matriks içerisinde CNFs iyi bir dağılımını elde etmektir. Çeşitli oranlarda uyumlaştırma kimyasalı PP ve CNFs arasında yüzeyler arası bağlanmayı iyileştirmek için incelendi. Kompozitlerin FTIR karekterizasyonu polipropilen ve selüloz nanfibrilin yüzeyler arası yapışmasını belirlemek için gerçekleştirildi. Polipropilen/selüloz nanofibril kompozitlerinin mekanik ve morfolojik özellikleri üzerinde uyumlaştırıcı kimyasalın etkisi sırasıyla çekme testi, dinamik mekanik analiz ve SEM resimleriyle çalışıldı. En Kompozitlerin en iyi mekanik özellikleri, saf polipropilen (14.45 MPa, 0.570 GPa) ile karşılaştırıldığında 19.99 MPa (çekme direnci) ve yaklaşık %87 iyileşme gösteren 1.067 GPa (Young’s modülü) idi. Kırılma morfoloji incelemesi PP matriks içerisinde uyumlaştırıcı kimyasal ilavesi (0.1 wt%) durumunda CNFs’nin iyi dağılımı sağlandı. TGA sonuçları PP/CNF kompozitlerinin termal kararlılığını değiştirmediğini gösterdi, buna karşın muamelesiz PP/CNF Kompozitleriyle karşılaştırıldığında muamele edilmiş kompozitlerde hafif artış kaydedildi