Özet:
Son zamanlarda, küresel ısınma, çevre kirliliği ve petrolün tükenme olasılığı gibi
nedenlerden dolayı yenilenebilir kaynaklardan elde edilen malzemelerin
kullanımı hakkında ciddi bir farkındalık oluştu. Kompozit malzemelerin doğal
malzemelerden üretilmesi ile kompozitlerin üretiminden kullanım ömrünün
sonuna kadarki süreçte karbon ayak izinde ve sera gazı salınımında önemli bir
azalma oldu. Ayrıca otomotiv sektöründe doğal kaynaklardan üretilen yeşil
kompozitlerin kullanımı maliyetlerde azalma, araçta hafiflik ve yakıt tasarrufu
sağladı. Matris malzemesi olarak PLA, takviye malzemesi olarak keten lifi, imalat
yöntemi olarak ise ekstrüzyon ve enjeksiyon yöntemleri kullanılmıştır. Tez
kapsamında üretilen kompozitler, otobüs üst konsol parçası olarak kullanılması
hedeflendiğinden konsolun halihazırda kullanıldığı PVC özellikleri sınır şartı
olarak ele alınıp çalışmalar yapılmıştır. Aynı zamanda, otomotiv sektöründe
hafiflik, CO2 ayak izinin düşürülmesi, geri dönüşebilirlik ve ekonomiklik hususları
da sınır şartı olarak ele alınmıştır. Bu nedenle, üretilen nihai kompozitler olan %5
borik asit/boraks, %5 çinko borat ve %5 üleksit takviyeli PLA/keten kompozitlerin
karbon ayak izi muadili olacak PVC’den ve otomotiv sektöründe sıklıkla kullanılan
polipropilen/cam kompozitlerden en az %70’ daha azdır. Üretilen kompozitler
PVC’ye göre yaklaşık %10 daha hafiftir ve %95’i biyobozunur ve sürdürülebilir
kaynaklardan üretilmiştir. Ekonomiklik olarak, üretilen kompozitlerin matris
malzemesi PVC’den daha pahalıdır ancak, keten lifi otomotiv sektöründe takviye
elamanı olarak kullanılan cam ve karbona göre çok daha ucuzdur. Kompozitler
mekanik özellikleri açısından PVC ve polipropilen/cam kompozit ile rekabet
edebilecek niteliktedir.
Tez çalışmasında, üretilen kompozitlerin otobüs iç konsol malzemesi olarak sınır
şartlarını sağlayıp sağlamadığını araştırmak için; mekanik, ısıl, kimyasal ve fiziksel
testler uygulanmıştır. Kompozitlerin mekanik özelliklerini belirlemek için çekme,
eğme ve darbe deneyleri uygulanmıştır. Isıl özelliklerinin belirlenmesi için
termogravimetrik analiz ve UL-94 yanma test uygulanmıştır. Kompozitlerin termomekanik özellikleri dinamik mekanik analiz yöntemi ile belirlenmiştir. Kimyasal
özellikleri ve bağ yapısının belirlenmesi için FTIR analizi, ara yüzey bağının
irdelenmesi için taramalı elektron mikroskobu incelemeleri yapılmıştır. Doğal lif
takviyeli kompozitlerin başlıca kısıtlarından olan su tutma özelliklerinin
incelenmesi için farklı su tutma zamanlarında kompozitlerin su tutma oranları ve
mekanik özellikleri incelenmiştir. Doğal lif takviyeli kompozitlerin yanma
dayanımının iyileştirilmesi için çinko borat, üleksit ve borik asit/boraks karışımı
olmak üzere üç farklı bor bileşiği keten kompozitlere ilave edilmiş ve ısıl, mekanik
özellikleri incelenmiştir. Ayrıca, üretilen tüm kompozitlerin Arşimet yoğunlukları,
sertlik değerleri ve takviye elemanlarının geçiş sıcaklıklarına ve kristallik
derecesine etkileri incelenmiştir. Sonuçta, üretilen %5 borik asit/boraks, %5 çinko
borat ve %5 üleksit takviyeli PLA/keten kompozitlerin otobüs iç konsol malzemesi
olarak kullanılabilecek mekanik ve ısıl özelliklere sahip oldukları bulunmuştur.