Research Article

Grafen Oksit ve Deniz Kabuğu Takviyeli Polivinil Klorür Hibrit Kompozitlerin Karakterizasyonu

Number: 20 December 31, 2020
EN TR

Grafen Oksit ve Deniz Kabuğu Takviyeli Polivinil Klorür Hibrit Kompozitlerin Karakterizasyonu

Öz

Grafen türevleri içerisinde özellikle grafen oksit (GO); kolay sentezi, geniş yüzey alanı ve antibakteriyel özellikleri nedeniyle kompozit uygulamaları için yaygın olarak kullanılan bir dolgu maddesidir. Deniz kabuğu atıkları % 95'in üzerinde kalsiyum karbonat (CaCO3) ve çevreye ve insan sağlığına % 1-5 oranında zararlı gazlar üretebilen organik maddelerden oluşan zengin kaynaklardır. Bu çalışmada hem GO’nun mükemmel özelliklerinden yararlanmak hem de deniz kabuğu atıklarının geri dönüşümünü sağlamak için polivinil klorür (PVC) hibrit kompozitlerin üretilmesi ve yapısal özelliklerinin karakterize edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla ağırlıkça (ağ.) % 5, 10, 15 ve 20 öğütülmüş deniz kabuğu tozları (DK) ve ağ. % 0.1 dolgulu GO içeren hibrit kompozitler, koloidal karıştırma yöntemi ile üretilmiştir. DK’nın XRF analizinde en yüksek oksit içeriğinin ağ. % 98.53 oranında CaO’ den oluştuğu belirlenmiştir. XRD analizinde düşük DK içeriğinde (ağ. %5-%10) hibrit kompozitlerin, tabakalar arası mesafe, kristal boyut ve mikro gerilme değerleri PVC-GO kompoziti ile benzer sonuçlar göstermiştir. Yüksek DK içerikli (ağ. % 15 ve % 20) hibrit kompozitlerin XRD paternleri, kalsit ve aragonit faz piklerinin dışında grafen pikinin gözlenmediğini göstermiştir. Sonuç olarak, yüksek DK içeriği, grafenin PVC matrisinde başarıyla eksfoliye olmasına sebep olmuştur. %20 DK içeriğinde, DK ve GO’nun çekirdeklenme merkezleri olarak davranması, PVC-GO/DK%20 hibrit kompozitinin en yüksek kristal boyut değerine ve en düşük mikro gerilme değerine sahip olmasına neden olmuştur. FTIR analiz sonuçları, hibrit kompozitlerde baskın kristal formunun aragonit olduğunu doğrulamıştır. SEM ve EDX analizleri, DK ve GO'nun polimer matrisinde homojen dağılımlarını ve hibrit kompozitlerin pürüzsüz yüzey görüntülerini sunmuştur.

Anahtar Kelimeler

Supporting Institution

Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri

Project Number

2019-02.BŞEÜ.11-01

Thanks

Hazırlanan bu çalışma Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi tarafından desteklenen 2019-02.BŞEÜ.11-01 nolu Bilimsel araştırma projesinden türetilmiştir.

References

  1. Kim. S., Hee Ku, S., Yoon Lim, S., Hong Kim, J. & Beum Park, C. (2011). Graphene–Biomineral Hybrid Materials. Adv. Mater., 23, 2009–2014. DOI: https://doi.org/10.1002/adma.201100010.
  2. Bagherinia, M.A., Sheydaei, M. & Giahi, M. (2017). Graphene oxide as a compatibilizer for polyvinyl chloride/rice straw composites. J Polym Eng, 37(7),661–70. DOI: https://doi.org/10.1515/polyeng-2016-0249.
  3. Croitoru, C., Spirchez, C., Cristea, D., Lunguleasa, A., Pop, M.A., Bedo, T., Roata, I.C. & Luca, M.A. (2018). Calcium carbonate and wood reinforced hybrid PVC composites. J Appl Polym Sci, 135(22), 46317. DOI: https://doi.org/10.1002/app.46317.
  4. Pulngern, T., Padyenchean, C., Rosarpitak, V., Prapruit, W. & Sombatsompop, N. (2011). Flexural and creep strengthening for wood/PVC composite members using flat bar strips. Mater Des, 32(6), 3431–9. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2011.02.005.
  5. Sundstøl, F. & Owen, E. (1984). Straw and Other Fibrous By-products as Feed. Elsevier Science Publishers B.V, Amsterdam/New York, 610pp.
  6. Yao, F., Wu, Q., Lei, Y. & Xu Y., (2008). Rice straw fiber-reinforced high-density polyethylene composite: Effect of fiber type and loading. Ind Crops Prod, 28(1), 63–72. DOI: https://doi.org/ 10.1016/j.indcrop.2008.01.007.
  7. Mindivan, F. & M. Göktaş (2019). Preparation of new PVC composite using green reduced graphene oxide and its effects in thermal and mechanical properties. Polymer Bulletin, 2019, 1–21. DOI: https://doi.org/10.1007/s00289-019-02831-x.
  8. Hummers, W.S. & Offeman, R.E.(1958). Preparation of graphitic oxide. Journal of the American Chemical Society, 80, 1339. DOI: https://doi.org/10.1021/ja01539a017.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

December 31, 2020

Submission Date

August 19, 2020

Acceptance Date

November 4, 2020

Published in Issue

Year 2020 Number: 20

APA
Göktaş, M., & Mindivan, F. (2020). Grafen Oksit ve Deniz Kabuğu Takviyeli Polivinil Klorür Hibrit Kompozitlerin Karakterizasyonu. Avrupa Bilim Ve Teknoloji Dergisi, 20, 685-692. https://doi.org/10.31590/ejosat.782828