PRODUCTION, CHARACTERISTICS AND COMPOSITE APPLICATION AREAS OF HEMP FIBERS

Abstract

Oil prices, global waste problems and the environmental awareness of people are driving scientists and industries to do intensive research on renewable resources and sustainability. In recent years, global interest in the use of vegetable fibers as reinforcement material in environmentally friendly and sustainable composites has been increasing substantially. The increased demand is primarily due to the advantageous properties of natural fibers including biodegradability, low cost, low density and high stiffness and strength. In this context, the hemp plant has become an industrially and economically important material day by day due to its sustainable and renewable nature and its superior performance characteristics. According to the findings obtained from archaeological excavations, the history of hemp dates back to very old times. On the other hand, the interest in hemp fibers has decreased due to its use in the production of marijuana and the widespread use of synthetic fibers in time. Although the production of hemp has declined globally, hemp fibers are durable enough to rival glass fiber and other synthetic fibers that show high hygienic properties with their anti-static, anti-allergic and anti-microbial behaviours, being a sustainable and biodegradable material. Thus, the use of hemp fibers in composites has increased to day by day. Hemp fibers have a widespread usage area including textile industry, automotive, construction, biofuels, cosmetics and so on. For this reason, hemp is used as an alternative fiber in every sector where petroleum and petrochemicals are used. Our country has suitable climatic conditions for hemp cultivation. In this way, investments and recoveries to be made are of great importance. In this study, it is aimed to draw attention to the increasing importance of hemp fibers on a global basis by explaining the properties, production methods and application areas of hemp fibers, which are known for their ecological benefits and superior performance.

Keywords

• Hemp
• chemical properties
• mechanical properties
• sustainability
• hemp composite applications

KENEVİR LİFLERİNİN ELDESİ, ÖZELLİKLERİ VE KOMPOZİT UYGULAMA ALANLARI

Abstract

Kaynakların azalması ve çevre dostu yaklaşımların artması, bilim insanlarını ve sektörleri sürdürülebilir ve yenilebilir kaynaklar üzerine yoğun araştırmalar yapmaya sevk ediyor. Bu çerçevede, doğal elyaf takviyeli kompozitlerin çevre dostu, düşük maliyetli, işlenmesi kolay ve yüksek mekanik özelliklere sahip olmaları, sürdürülebilir ekonomiler kapsamında değerlendirildiğinde büyük önem taşıyor. Bu bağlamda ele alındığında kenevir bitkisi, sürdürülebilir ve yenilenebilir doğası ve üstün performans özellikleri nedeniyle endüstriyel ve ekonomik açıdan önemli bir malzeme haline gelmiştir. Kenevirin tarihi, arkeolojik kazılardan elde edilen bulgulara göre çok eskilere dayanmaktadır. Öte yandan, bu liflere olan ilgi, esrar üretiminde kullanılması ve zamanla sentetik liflerin yaygınlaşması nedeniyle giderek azalmıştır. Her ne kadar kenevire olan ilgi zamanla azalmış olsa da antistatik, anti alerjik ve antimikrobiyal davranışlarıyla yüksek hijyenik özellikler gösteren kenevir lifleri, cam elyafı ve diğer sentetik elyaflarla rekabet edebilecek kadar dayanıklı, sürdürülebilir ve biyolojik olarak parçalanabilen bir malzemedir. Böylece kenevir liflerinin kompozitlerde kullanımı gün geçtikçe artmıştır. Tekstil sanayi, otomotiv, inşaat, biyoyakıt, kozmetik vb. alanlarda yaygın bir kullanıma sahip olan kenevir lifleri, petrol ve petrokimyanın kullanıldığı her sektörde alternatif bir lif olarak karşımıza çıkmaktadır. Ülkemiz kenevir yetiştiriciliği için uygun iklim koşullarına sahiptir. Bu sayede yapılacak yatırımlar ve geri kazanımlar büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada ekolojik faydaları ve üstün performansıyla bilinen kenevir liflerinin özellikleri, üretim yöntemleri ve kompozit olarak uygulama alanları anlatılarak küresel bazda artan önemine dikkat çekmek amaçlanmıştır.

Keywords

• Kenevir
• kimyasal özellikler
• mekanik özellikler
• sürdürülebilirlik
• kenevir kompozit uygulamaları

References

1. 1. Acar, M. & Dönmez, A. (2016). Kenevire Farklı Bir Bakış. 2. Ulusal Biyoyakıtlar Sempozyumu Bildiriler Kitabı, 27-30 Eylül, Samsun, 265-270.
2. 2. Aksoy, D., Aytaç, S. & Paslı, R. (2019). Endüstriyel Kenevir Gerçeği. 2. Uluslararası 19 Mayıs Yenilikçi Bilimsel Yaklaşımlar Kongresi, 27-29 Aralık 2019, Samsun, Türkiye, 850-858.
3. 3. Asthana, A. & Srivastava, V. (2021). Mechanical Behavior Of Silk/Hemp/Steel Wool – Epoxy Composite. Materials Today: Proceedings, 44, 2228–2231.
4. 4. Baghaei B., Skrifvars M., Salehi M., Bashir T., Rissanen M. & Nousiainen P. (2014). Novel Aligned Hemp Fibre Reinforcement For Structural Biocomposites: Porosity, Water Absorption, Mechanical Performances And Viscoelastic Behaviour. Composites: Part A, 61, 1–12.
5. 5. Başer, U. & Bozoğlu, M. (2020). Türkiye’nin Kenevir Politikası ve Piyasasına Bir Bakış. Tarım Ekonomisi Araştırmaları Dergisi, 6(2), 127-135.
6. 6. Corbin A., Soulat, D., Ferreira M., Labanieh A.R., Gabrion X., Malecot P. & Placet V. (2020). Towards hemp fabrics for high-performance composites: Influence of weave pattern and features. Composites Part B, 181, 107582.
7. 7. Corbin, A.C., Ferreira, M., Labanieh, A.R. & Soulat, D. (2020). Natural Fiber Composite Manufacture Using Wrapped Hemp Roving With PA12. Materials Today: Proceedings, 31, S329–S334.
8. 8. Dai, D. & Fan, M. (2010). Characteristic and Performance of Elementary Hemp Fibre. Materials Sciences and Applications, 1, 336-342.

9. 9. Danziger, P.N. (2018). https://www.forbes.com/sites/pamdanziger/2019/10/03/why-the-fashion-industry-needs-to-turn-on-to-hemp/?sh=74ff01e3154a (Erişim Tarihi: 11.04.2021).
10. 10. Fazio, D., Boccarusso, L. & Durante, M. (2020). Tribological Behaviour of Hemp, Glass and Carbon Fibre Composites. Biotribology, 21, 100113 1-10.
11. 11. Gedik, G., Avinç, O.O. & Yavaş, A. (2010). Kenevir Lifinin Özellikleri ve Tekstil Endüstrisinde Kullanımıyla Sağladığı Avantajlar. Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi, 4(3), 39-48.
12. 12. Gizlenci, Ş., Acar, M., Yiğen, Ç. & Aytaç, S. (2019). Kenevir Tarımı, T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı, Tarımsal Araştırmalar ve Politikalar Genel Müdürlüğü. Karadeniz Tarımsal Araştırma Enstitü Müdürlüğü, Samsun.
13. 13. Karaduman, Y., Özdemir, H., Karaduman, N.Ş. & Özdemir, G. (2017). Interfacial Modification of Hemp Fiber Reinforced Composites. ss 18-39. Günay, E., ed., 2018. Natural and Artificial Fiber-Reinforced Composites as Renewable Sources, IntechOpen.
14. 14. Kaya, S. & Öner, E. (2020). Kenevir Liflerinin Eldesi, Karakteristik Özellikleri ve Tekstil Endüstrisindeki Uygulamaları. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11(1), 108-123.
15. 15. Kocic, A., Bizjak, D., Poparic, G.B. & Stankovic, S.B. (2019). UV protection afforded by textile fabrics made of natural and regenerated cellulose fibres. Journal of Cleaner Production, 228, 1229-1237.
16. 16. Kurtuldu, E. & İşmal, Ö.E. (2019). Sürdürülebı̇lı̇r Tekstı̇l Üretı̇m ve Tasarımında Yenı̇den Değer Kazanan Lı̇f: Kenevı̇r. SDÜ Art E, Güzel Sanatlar Fakültesi Sanat Dergisi, 12(24), 694-718.
17. 17. Lu, N. & Oza, S. (2013). Thermal Stability and Thermo-Mechanical Properties Of Hemp-High Density Polyethylene Composites: Effect Of Two Different Chemical Modifications. Composites: Part B, 44, 484–490.
18. 18. Manaia, J., Manaia, A.T. & Rodriges, L. (2019). Industrial Hemp Fibers: An Overview. Fibers, 7(106), 1-16.
19. 19. Muneer, F. (2012). Evaluation Of The Sustainability Of Hemp Fiber Reinforced Wheat Gluten Plastics. Degree Project for M.Sc. Thesis in Agriculture.A2E. Swedish University of Agricultural Sciences, Alnarp.
20. 20. Nachippan, N.M., Alphonse, V., Raja B., Shasidhar S., Teja, G.V. & Reddy, R.H. (2021). Experimental İnvestigation Of Hemp Fiber Hybrid Composite Material For Automotive Application. Materials Today: Proceedings, 44, 3666–3672.
21. 21. Orta Anadolu Kalkınma Ajansı (2019). Kenevir Yetiştiriciliği. https://www.oran.org.tr/images/dosyalar/20190318134910_0.pdf
22. 22. Özdemir, S. & Tekoğlu, O. (2012). Ekolojı̇k Tekstı̇l Ürünlerı̇nde Kullanılan Hammaddeler. I. Uluslararası Moda ve Tekstı̇l Tasarımı Sempozyumu Bı̇ldı̇rı̇lerı̇ Özel Sayı. Akdeniz Sanat Dergisi, 5 Mart, Antalya, 27-30.
23. 23. Pappu, A., Pickeringb, K.L. & Thakurc, V.K. (2019). Manufacturing and Characterization of Sustainable Hybrid Composites Using T Sisal And Hemp Fibres As Reinforcement Of Poly (Lactic Acid) Via İnjection Moulding. Industrial Crops & Products, 137, 260–269.
24. 24. Salentijin, E.M.J., Zhang, Q., Amaducci, S., Yang, M. & Trindade, L.M. (2015). New Developments in Fiber Hemp (Cannabis Sativa L.) Breeding. Industrial Crops and Products, 68, 32-41.
25. 25. Sarasini, F., Tirillòa, J., Sergia, C., Seghinia, M.C., Cozzarinib, L. & Graupnerc, N. (2018). Effect Of Basalt Fibre Hybridisation And Sizing Removal On Mechanical And Thermal Properties Of Hemp Fibre Reinforced HDPE Composites. Composite Structures, 188, 394–406.
26. 26. Schumacher, A.G.D., Pequito, S. & Pazour J. (2020). Industrial Hemp Fiber: A Sustainable and Economical Alternative to Cotton. Journal of Cleaner Production, 268:122-180.
27. 27. Sepe, R., Bollino, F., Boccarusso, L. & Caputo, F. (2018). Influence of Chemical Treatments on Mechanical Properties of Hemp Fiber Reinforced Composites. Composites Part B: Engineering, 133, 210-217.
28. 28. Sullins, T., Pillay, S., Komus, A. & Ning, H. (2017). Hemp Fiber Reinforced Polypropylene Composites: The Effects of Material Treatments. Composites Part B, 114, 15-22.