Bazı Yıllık Bitkilerden Mikrolif Eldesi Ve Bunlardan Kompozit Film Üretim Yöntemlerinin Araştırılması

Abstract

İnsanların tarih sahnesindeki yerini almasından beri en çok tercih edilen malzemelerin başında odun esaslı ürünler bulunmaktadır. Doğallığı ve yenilenebilirliği gibi pek çok özelliğinden ötürü ahşap malzemeye olan talep, teknolojinin de ilerlemesiyle birlikte sürekli bir artış sergilemektedir. Ancak günümüzde yaşanan hızlı nüfus artışı ve buna endeksli olarak artan ihtiyaçlar çerçevesinde doğal kaynaklara olan talep de hızla artmaktadır.

Doğal kaynakların hızlı bir şekilde yok edilmesiyle ortaya çıkan çevresel sorunların küresel boyutlara ulaşması, biyobazlı malzeme (biyoürün) üretiminin önemini artırmıştır. Günümüzde teknoloji, biyokimya ve mühendislik alanlarında gerçekleşen yeniliklerle, tarımsal atık ve diğer yenilenebilir kaynaklardan çevreye duyarlı yeni ürünler elde edilebilmektedir.

Ülkemizde her yıl yaklaşık 50-65 milyon ton bitkisel atık ortaya çıkmaktadır. Bunların büyük bir kısmından yararlanılamadığından dolayı toplanması ve imhası gibi ek maliyetler ortaya çıkmakta ve ekonomik olarak değerlendirilememektedir. Tarımsal atıklar, orman atıkları vb. gibi bitkisel atıkların lignoselülozik malzeme olmalarından ötürü çalışma zorlukları bulunmakla birlikte, bu yapıları oluşturan lignin ve selüloz maddeleri sahip oldukları aromatik bileşikler ve fonksiyonel gruplar sayesinde çeşitli ürünlerin üretimine imkan sağlamaktadır. Lignoselülozik içerikli (kenevir, keten, kenaf, pamuk, sisal vb. gibi) tarımsal atıklar kompozit malzeme üretiminde kullanılabilmektedir. Selülozik mikrolif esaslı kompozit malzemeler termal, mekanik ve bariyer özellikleri bakımından geleneksel malzemeler ile mukayese edildiğinde önemli ilerlemeler kaydetmiştir. Bu özellikleriyle tarımsal atıklardan üretilen kompozit malzemeler cam yünü ve karbon bazlı diğer kompozitlere alternatif oluşturmaktadır.

Mikrokompozit malzemeler, kompozit malzemelerin yeni bir sınıfını teşkil etmektedir. Bu malzemeler en az bir boyutu nano ya da mikro ölçekte olan selülozik liflerin çeşitli işlemlerle bir araya getirilmesi sonucu oluşmaktadır. Bu projede, bazı yıllık bitki ve tarımsal atıklardan kompozit film üretim imkanları araştırılacaktır.

Proje çıktısı olarak;

1) Hammaddelere uygulanan çeşitli kimyasal işlemlerden sonra bu malzemelerden selülozik mikrolif elde edilecektir.

2) Elde edilen selülozik mikrolifler Taramalı elektron mikroskobu (SEM), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), X ışınları kırınımı (XRD) ve Termogravimetrik analiz (TGA) testlerine tabi tutularak lif boyutları ve özellikleri belirlenecektir.

3) Selülozik mikrolifler kullanılarak plastikleştirici ve tutucu maddelerin de yardımıyla farklı metotlarla kompozit malzemeler üretilecektir.

4) Üretilen mikrokompozit malzemelere fiziksel ve mekaniksel deneyler uygulanarak geleneksel kompozit malzemelere karşı üstün yönleri ele alınacaktır.

Elde edilen sonuçlar çerçevesinde bu çalışmanın ayrıca bir yayın olarak bilim dünyasına ve sektörel bazda da endüstriye hizmet etmesine çalışılacaktır.