Akrilonitril Bütadien Stiren (ABS) Kopolimerinin Fiziksel Özelliklerine Çelik Tufalinin Etkisi

Year 2023, , 1287 - 1296, 01.06.2023

Elif Ulutaş , Münir Taşdemir , Beril Gümüş

https://doi.org/10.21597/jist.1183575

Abstract

Ülkemizde demir-çelik üretimi esnasında her yıl tonlarca ağırlıkta tufal oluşmaktadır. Son yıllarda demir-çelik tüketim miktarındaki artış, hammadde kaynaklarındaki azalmayı beraberinde getirmiştir ve bu yüzden yapısında yüksek oranda demir barındıran tufale karşı ilgiyi arttırmıştır. Yeniden ergitilme veya redüksiyon gibi farklı uygulamalarda değerlendirilebilen tufalin hammadde olarak kullanımı geri kazanım adına farklı bir alan oluşturmaktadır. Bu çalışmada katkı maddesi olarak kullanılan çelik tufalinin akrilonitril bütadien stiren (ABS) polimer matris üzerindeki fiziksel etkileri incelenmiştir. Tufal, çelik kütük üzerinden püskürtme ile ayrıştırıldığından farklı boyutlarda olurlar. Bu sebeple öğütücü ile toz haline getirilen çelik tufali, ABS ile homojen bir karışım elde etmek için ekstrüde edilmiştir. Standartlara uygun boyutlardaki test numuneleri enjeksiyon makinesinde kalıplanarak kompozitlerin yoğunluk, aşınma, ısıl çarpılma sıcaklığı (HDT), vicat yumuşama sıcaklığı, erime akış indeksi (MFI), nem, sertlik testleri ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikroyapı incelemesi yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre; tufal ilavesiyle aşınma oranının düştüğü fakat tufal oranının artışıyla birlikte aşınma oranında bir atış görülmüştür. Ayrıca tufal ilavesi ile yoğunluk, vicat yumuşama sıcaklığını, ısıl çarpılma sıcaklığı değeri artmış buna karşılık nem emme ve erime akış indeksi değerlerinde ise düşüş tespit edilmiştir.

Keywords

Tufal, akrilonitril bütadien striren, polimer kompozit, fiziksel özellikler.

Effect Of Steel Scale On The Physical Properties of Acrtlonitrile Butadiene Styrene (ABS) Copolymer

Abstract

During iron and steel production in our country, tons of scale is formed every year. The increase in the amount of iron and steel consumption in recent years has brought about a decrease in raw material resources, and therefore, the interest in scale, which contains high iron in its structure, has increased. The use of scale, which can be evaluated in different applications such as remelting or reduction, as a raw material creates a different area for recycling. In this study, the physical effects of steel scale used as an additive on acrylonitrile butadiene styrene (ABS) polymer matrix were investigated. Since the scale is separated by spraying over the steel billet, they come in different sizes. For this reason, steel scale powdered with a grinder was extruded to obtain a homogeneous mixture with ABS. The test samples in the dimensions suitable for the standards were molded in the injection machine and the density, abrasion, thermal distortion temperature (HDT), vicat softening temperature, melt flow index (MFI), moisture, hardness analyzes and microstructure examination of the composites were carried out. According to the test results; It was observed that the wear rate decreased with the addition of scale, but an increase in the rate of wear was observed with the increase in the scale rate. In addition, with the addition of scale, the density, vicat softening temperature, thermal distortion temperature value increased, while the moisture absorption and melt flow index values decreased.

Keywords

Scale, acrylonitrile butadiene styrene, polymer composite, physical properties

References

• Anonim, (2015) https://www.bilecikdemircelik.com.tr/wp-content/uploads/2021/02/EFRS_Celik-Uretiminde-Surdurulebilir-Kaynaklarinin-Degerlendirilmesi-Makale-002-rev-MB.pdf (Şubat, 2022)
• Arancı E, (2018). Manyetit Cevheri Konsantresinin Karbonize Çay Tesis Atıkları İle Mikrodalga Redüksiyonuna Mekanik Aktivasyon İşleminin Etkisinin Araştırılması, Fırat Üniversitesi, Doktora Tezi (Basılmış).
• Arıcı E, Keleştemur O, (2018). Tufal Katkılı Harçların Basınç Dayanımının Taguchi Metodu ile Analizi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 30(3), 145-151.
• Arıcı E, Keleştemur O, (2021). Gri İlişkisel Analiz Yöntemi İle Tufal Katkılı Harçların Basınç Dayanımı Ve Porozitesinin Optimizasyonu. Politeknik Dergisi, 24(4), 1445-1452.
• Bayraktar G, (2020). Tufal Katkılı PE Matrisli Kompozitlerin Tribolojik Ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi, Erciyes Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
• Cihangiroglu E, (2021). Demir Çelik Atıklarından Olan Tufalin Alternatif Yöntemlerle Değerlendirilmesi, Fırat Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
• Das B, Prakash S, Redy PSR, Misra VN, (2007). An Overview of Utilization of Slag and Sludge from Steel Industries. Resources, Conservation and Recycling. 50, 40-57.
• Ganeshprabhu P, Chandrasekaran P, Farzana AS, (2018). Mechanical And MicroStructural Characteristics Of Steel Mill Scale As A Partial Replacement For Fine Aggregate İn Concrete, Taga Jorn, 14, 306-322.
• Ghosh K, Maiti SN, (1996). Mechanical Properties of Silver-Powder-Filled Polypropylene Composites, Journal of Applied Polymer Science. 60(3), 323-331.
• Göçmen E, Özgüven A, Köybaşı Ö, Aydınnarı AO, Yeşil K, Göknar Yaşar Ö, Coşkun SH, Vural EU, (2020). Tufalin, Öğütme Ve Peletlemeye Hazır Hale Getirilip Atık Olarak Değerlendirilmesi ve Katma Değerinin Arttırılması. 3. Çevre Mühendisliği Kaynak Geri Kazanımı Uluslararası Kongresi. Güven Plus Grup Danışmanlık A.Ş. Yayınları. İstanbul. Prof. Dr. Mustafa TALAS, Doç. Dr. Gökşen ARAS.
• Gök MS, Çay VV, Koçyiğit F, (2018). Endüstriyel Atık (Tufal) Takviyeli Clarofastın Kuru-Kayma Aşınma Davranışları. International Engineering and Natural Sciences Conference (IENSC 2018). 1084-1090. Gökpınar B, Gökpınar S, (2019). Endüstriyel Yan Ürünlerin Yeniden Değerlendirilmesi. Ulusal Çevre Bilimleri Araştırma Dergisi, 2(3), 103-111.
• Gündoğdu N, (2013). Demir-Çelik Tesislerinde Açığa Çıkan Tufalden Demirin Geri Kazanımı, İstanbul Teknik Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış)
• Güngör A, (2005). The Physical and Mechanical Properties of Polymer Composites Filled with Fe-Powder. Journal of Applien Polymer Science, 99(5), 2438-2442.
• Gülsoy HÖ, Taşdemir M, 2006. Physical and Mechanical Properties of Polypropylene Reinforced With Fe Particles. International Journal of Polymeric Materials. 55: 619-626.
• Kaya D, (2019). Demir Çelik Sektöründe Enerji Verimliliği. Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 2(2) Keleştemur O, Arıcı E, (2020). Analysis Of Some Engineering Properties Of Mortars Containing Steel Scale Using Taguchi Based Grey Method. Journal Of Building Engineering. 29. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.101015
• Kiraz AT, (2019). Polimer Matrisli Demir Oksit Takviyeli Kompozit Malzemenin Kuru Kayma Aşınma Davranışı, Bartın Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
• Mohamed A, (2017). Investigation Of Gamma Radiation Shielding And Compressive Strength Properties Of Concrete Containing Scale And Granulated Lead-Zinc Slag Wastes, J. Clean. Prod. 166, 157-162.
• Motz H Geiseler J, (2001). Products Of Steel Slags An Opportunity To Save Natural Resources. Waste Management. 21, 285-293.
• Murthy Y, Agarwal A, Pandey A, 2017. Characterization Of Mill Scale For Potential Application In Construction Industry, Indian J. Engineering. 14 (35): 71-76.
• Özcan M, (2019). Haddehane Tufalinin Polimer Matrisli Kompozit Üretiminde Kullanımı, Bartın Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
• Roslan NH, İsmail M, Yusuf TO, (2013). Evaluation of By-Product from Steel Industry as Cement Replacement. 4th International Graduate Conference on Engineering Science & Humanity, Johor, Malezya.
• Rusu M, Rusu D, (2001). Mechanical and Thermal Properties of Zinc Powder Filled High Density Polyethylene Composites, Polymer Testing. 20, 409-417.
• Taşdemir M, Gülsoy HÖ, (2006). Phsical and Mechanical Properties on Iron Powder Filled Polystyrene Composites. Polymer-Plastics Technology and Engineering. 45, 1207-1211.
• Tuna Kayılı M, Çelebi G, Güldaş A, (2018). Sürdürülebilir Yapı Malzemesi Hedefiyle Demir Çelik ve Plastik Endüstrisi Atıklarının Geri Kazanımı, Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 33(2), 33-44.
• Turhan, E, (2019). SHS Yöntemi İle Tufal Kullanılarak AlFe2B2 İntermetalik Bileşiğinin Üretimi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi (Basılmış).
• Ulutaş E, Yazgan ZH, Uzun Kart E, Taşdemir M, (2021). Metalurjik Atık Takviyesinin HDPE ve LDPE Polimer Kompozitler Üzerine Etkileri. UMÜFED Uluslararası Batı Karadeniz Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi. 3(2), 33-46.