Muz lifi takviyeli kompozit malzemenin üretimi ve termal analizi

Abstract

Bu çalışmada; doğal malzeme kullanımının öneminin çok daha iyi anlaşıldığı ülkemizde ve dünyada tarım yoluyla en fazla üretilen ürünlerden mısır nişastası matrisli ve muz lifi takviyeli bir kompozitin üretimi ele alınmaktadır. Üretilen bu kompozitin mekanik, termal ve akustik özellikleri belirlenmiştir. Mısır nişastasından elde edilen termoplastik nişasta düşük mekanik özellikler gösterirken; muz lifi takviyesi sayesinde daha iyi mekanik özellikler gösteren bir kompozitin üretimi sağlanmıştır. %50 takviye oranındaki kompozitle, çekme mukavemeti değeri 3.7 MPa’dan 15.98 MPa’a yükseltilmiş ve bu durum %430’luk bir mukavemet artışı sağlamıştır. Termoplastik nişasta %30 gliserin ve %20 su muhtevası ile üretildiğinde ısı iletim katsayısı ölçümleri sonucu 0,72 W/m.K’lık bir değer elde etmiştir. %30 takviye oranında ısı iletim katsayısı 0,531 W/m.K iken oran %80'e çıkarıldığında değer 0,188 W/m.K’a gerilemektedir. %80 takviye oranlı kompozitin ısı iletim katsayısı, saf termoplastik nişastanın ısı iletim katsayısının %26.1’i mertebesine düşmektedir. Deneysel ölçüm metodunun yanında nümerik ve analitik metotlar ile de ısı iletim katsayısı ölçülüp karşılaştırma yapılmıştır. Karşılaştırma sonuçlarına göre deneysel ölçüme en yakın değerlerin sırasıyla; Paralel model, Ansys APDL, Geometrik model, Maxwell modeli ve Seri model olduğu gösterilmiştir. Üretilen kompozitlerin ses yutum performans kriteri NRC değerine göre en yüksek değer %80 takviye oranındaki kompozitte görülmüş ve değer %10.5 olarak ölçülmüştür. Doğada çözünme testi sonuçlarına göre ise TPS dört hafta gibi bir sürede tamamen çözünürken muz lifi içeren kompozitler dört haftada %30 mertebesinde çözünmektedir. Bu kompozit gerek ısı iletimi değeri gerekse mikroorganizmalara duyarlılığından ötürü izolasyon malzemesi kriterlerini sağlayamazken sadece hava almayacak ortamlarda kullanılarak ısı ve ses yalıtımına katkı sağlayabilme potansiyeline sahiptir.