Influence of the Waste Eggshell Addition to Production of the Polyester Composite Material

Abstract

In this study, polyester based composite material reinforced with additive prepared from waste eggshell was produced. The waste eggshells were supplied from a local catering company, cleaned, dried and ground and then sieved. Egg shell reinforcement ratio (12.5; 10.0; 7.5; 5.0; 2.5% by volume), particle size (θ>0.500μ, 0.500μ>θ>0.250μ, 0.250μ>θ>0.125μ, 0.125μ>θ>0.090μ, 0.090μ>θ) and calcination temperature (800 °C, 900 °C and 1000 °C) were tested. For this purpose, three-point bending, hardness, water absorption, porosity tests were applied to the composite material and finally microstructure analysis was carried out with SEM application. XRD analysis revealed changes in the crystal structure of the eggshell after calcination. The addition of 12.5% ​​eggshell in the composite mixture with particle size less than 90μ gave the best physical and mechanical properties. Increasing of calcination temperature has adversely affected many physical and mechanical properties. According to the test results, it was determined that the eggshell would be suitable for the production of composite materials.

Keywords

• Waste Eggshell,Polyester Composite,Calcination,Recycles

Atık Yumurta Kabuğu Katkısının Polyester Kompozit Malzeme Üretimine Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, atık yumurta kabuğundan hazırlanan katkı ile güçlendirilmiş polyester esaslı kompozit malzeme üretilmiştir. Atık yumurta kabukları yerel bir Catering firmasından alınarak temizlenip, kurutulup öğütülmüş ve ardından elenmiştir. Polyestere farklı oranlarda yumurta kabuğu takviye oranı (12,5; 10,0; 7,5; 5,0; 2,5 %hacimce), partikül boyutu (θ>0,500μ, 0,500μ>θ>0,250μ, 0,250μ>θ>0,125μ, 0,125μ>θ>0,090μ, 0,090μ>θ) ve kalsinasyon sıcaklığı (800°C, 900°C ve 1000°C) uygulamalarının etkisi denenmiştir. Bu amaçla kompozit malzemeye üç nokta eğme, sertlik, su emme, porozite gibi testler uygulanmış ve son olarak SEM uygulamasıyla kompozitlere mikro yapı analizi yapılmıştır. Partikül boyutu θ< 90μ’dan küçük ve kompozit karışımında %12,5 oranında yumurta kabuğu katılması en iyi fiziksel ve mekanik özellikleri vermiştir. Kalsinasyon uygulamasında kalsinasyon sıcaklık artışı birçok fiziksel ve mekanik özelliği olumsuz etkilemiştir. Elde edilen test sonuçlarına göre yumurta kabuğunun kompozit malzeme üretiminde kullanımının uygun olacağı belirlenmiştir.

Keywords

• Atık yumurta kabuğu,polyester kompozit,kalsinasyon,geri dönüşüm

References

1. [1] Igwe, I.O., Onuegbu, G.C. (2012). Studies on Properties of Eggshell and Fish Bone Powder Filled Polypropylene. Amerikan Journal of Polymer Science, 2(4), 56-61.
2. [2] Durmuşoğlu, İ. (2005). Kompozit Döşeme ve Kirişlerin Hesabı ve Kompozit Kirişlerin Stabilite Problemleri. Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul.
3. [3] Kuru, D., Akpinar Borazan, A., Guru, M. (2018). Effect of chicken feather and boron compounds as filler on mechanical and flame retardancy properties of polymer composite materials. Waste Management&Research, 36(11), 1029-1036.
4. [4] Toro, P., Quijada, R., Yazdani-Pedram, M., Arias, J.L. (2007). Eggshell, a new bio-filler for polypropylene composite. Materials Letters, 61(22), 4347-4350.
5. [5] Shuhadah, S., Supri, A.G. (2009). LDPE-Isophthalic Acid-Modified Eggshell Powder Composites. Journal of Physical Science, 20(1), 87-98.
6. [6] Hassan, B., Vera, V.-A., Patrick,S. (2012). Development of Polyester/Eggshell Particulate Composites. Tribology in Industry, 34(4), 217-225.
7. [7] Bootklad, M., Kaewtatip,K. (2013). Biodegradation of Thermoplastic Starch/Eggshell Powder Composites. Carbohydrate Polymers, 2(97), 315-320.
8. [8] Nwanonenyi, S.C., Chike-Onyegbula, C.O. (2013). Water Absorption, Flammability and Mechanical Properties of Linear Low Density Polyethylene/Eggshell Composite. Savap International, 4(1), 352-358.

9. [9] Ramesh, C., Krishna, M.V., Bezawada, S. (2014). Evaluation of Mechanical Properties of Polyamide-Eggshell Powder Composite Materials. The International Journal of Science & Technoledge, 2321(919), 90-95.
10. [10] Senthil, J., Raj, M. (2015). Preparation and Characterization of Reinforced Eggshell Polymer Composites. International Journal on Mechanical Engineering and Robotics, 3(3), 7-17.
11. [11] Katırcıoğlu-Bayel, D. (2018). Fire Retardant Mineral Fillers. Omer Halisdemir University Journal of Engineering Sciences, 7(3), 1175-1179.
12. [12] Zaman, T., Mostari, M.S., Mahmood, M.A.A., Rahman, M.S. (2018). Evolution and characterization of eggshell as a potential candidate of raw material. Ceramica, 64(370), 236-241.
13. [13] Ghabeer, T., Dweiri, R., Al-Khateeb, S. (2012). Thermal and Mechanical Characterization of Polypropylene/eggshell biocomposites. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 32(6), 402-409.
14. [14] Villarreal-Lucio, D.S., Rivera-Armenta, J.L., Martínez-Hernández, A.L., Estrada-Moreno, I.A. (2018). Effect of Eggshell Particle Size in Thermal and Thermomechanical Properties of Pp/Eggshell Composites. International Journal Of Engineering Sciences & Research Technology, 7(4), 82-88.
15. [15] Turan, Ç. (2010). Akarca Köyü (HATAY) Kireçtaşlarının Hammadde Özelliklerinin Belirlenmesinin ve Kalsinasyon Davranışlarının İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Maden Mühendisliği Anabilim Dalı, Adana.