Doğal elyaf içeren poliüretan kompozitler

Abstract

Gelişen dünyamızda sürekli artan nüfusun ihtiyacını karşılamak için sanayileşme her geçen gün önem kazanmaktadır. Sağlıktan gıdaya, birçok endüstriyel alanda kullanılan polimerleri, ulaşım için sıklıkla kullandığımız otomobil, tren, uçak, vapur gibi araçların yapımında da görmek mümkündür. Poliol ve izosiyanatların reaksiyonuyla oluşan poliüretanlar araçların direksiyonunda, koltuklarında ve tamponlarında kullaanılmaktadır. Bununla birlikte poliüretanlar evlerin pencerelerinde köpük olarak, dış cephe yalıtım malzemesi olarak kullanılmaktadır. Poliüretanın yapısını oluşturan polimerin zincir şekline göre termoplastik ve termoset olarak adlandırılan bu poliüretan polimeri, takviye edici eklenerek kompozit oluşturmaya uygundur. Kompozitler, birbiri içerinde karışmayan en az iki maddenin bir araya getirilmesi ile elde edilen en üstün özellikli malzemelerdir. Kompozit malzemelerin kullanım alanları oldukça geniştir. Örneğin uçakların yapımında hafif ve basınca dayanıklı olması amacıyla karbon elyaf takviyeli termoset kompozitler kullanılmaktadır. Otomotiv endüstrisinde tamponların üretiminde cam elyaf takviyeli poliüretan kompozitler kullanılmaktadır. Bu tezin amacı; cam elyaf takviyeli kompozit malzemelere alternatif olabilecek, doğal elyaf takviyeli termoset poliüretan kompozit malzemelerin oluşturulmasıdır. Bu sayede daha az yoğunluklu ve çevre dostu poliüretan matrisli kompozit malzemelerin oluşturulması hedeflenmektedir. Keten, kenevir ve yün doğal elyafları mekanik özelliklerinin iyi olması nedeniyle tercih edilmiştir. Tez çalışması kapsamında keten, kenevir ve yün elyaf takviyeli poliüretan kompozit malzemeler, poliüretan sistemi sabit tutularak ve takviye edici birimlerin değiştirilmesi ile hazırlanmıştır. Hazırlanan kompozit malzemelerin karakterizasyonu germe-çekme, sıcaklık dayanım, yoğunluk, FT-IR ve TGA analizleri yardımı ile yapılmıştır. Analiz sonuçları, cam elyaf takviyeli kompozit türevi ile karşılaştırılmıştır.In our developing world, industrialization is gaining importance in order to meet the needs of the ever increasing population. From health to food, it is possible to see the polymers used in many industrial areas in the construction of vehicles such as automobiles, trains, planes, and steamboats that we frequently use for transportation. Polyurethanes formed by the reaction of polyols and isocyanates are used in the steering wheel, seats and bumpers of vehicles. However, polyurethanes are used as foam and exterior insulation material in the windows of the houses. This polyurethane polymer, which is called thermoplastic and thermoset according to the chain shape of the polymer forming the structure of the polyurethane, is suitable for forming composites by adding reinforcing. Composites are the most superior materials obtained by combining at least two non-miscible materials. Uses of composite materials are quite wide. For example, carbon fiber reinforced thermoset composites are used in the construction of airplanes in order to be light and pressure resistant. In the automotive industry, glass fiber reinforced polyurethane composites are used in the production of bumpers. The aim of this thesis; is the creation of natural fiber reinforced thermoset polyurethane composite materials which may be an alternative to glass fiber reinforced composite materials. In this way, it is aimed to form less dense and environmentally friendly polyurethane matrix composite materials. Flax, hemp and wool natural fibers have been preferred because of their good mechanical properties. Within the scope of the thesis, linen, hemp and wool fiber reinforced polyurethane composite materials were prepared by keeping the polyurethane system constant and replacing the reinforcing units. Characterization of the prepared composite materials was done with the help of tensile-tensile, temperature resistance, density, FT-IR and TGA analyzes. The analysis results were compared with the glass fiber reinforced composite derivative.