Atık çay ve hurma çekirdeği katkılı biyobozunur polilaktik asit termoplastik filament üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Petrol bazlı plastiklerin sınırlı hammadde kaynağı ile üretim ve doğada kaybolma aşamasında oluşturduğu olumsuzluklar bio-bazlı organik kompozit malzeme arayışını arttırmaktadır. Son yıllarda yaygın olarak kullanılan Poly (lactic acid) (PLA), mısır nişastası veya şeker kamışından elde edilmektedir. Bununla birlikte insan yaşamı için gerekli olan bu doğal kaynaklar da sınırsız değildir. Sürdürülebilir bir üretim için bu kaynakların tüketimi de azaltılmalıdır. Bu amaçla, çay tüketimi konusunda Dünya sıralamasında 1. sırada olan Türkiye'de çay atıklarına ve hurma ağacının lifli yapısı sebebiyle hurma meyvesinin atık çekirdeğine işlevsellik katarak, evsel çay atığı ve hurma çekirdeği ile ağırlıkça belirli oranlarda dolgulandırılmış PLA kompozit malzemeler 3 boyutlu yazıcı ile çekme numuneleri üretilmiş ve gerilmeleri dolgusuz PLA ile karşılaştırılmıştır. İlk olarak dolgu malzemeleri toz formuna getirilmek amacıyla halkalı değirmen kullanılarak öğütülmüş ve partikülleri boyutlandırmak amacıyla sarsak elek kullanılarak eleme işlemi gerçekleştirilmiştir. %90 PLA + %10 çay, %90 PLA + %10 hurma çekirdeği, %90 PLA + %5 çay + %5 hurma çekirdeği kombinasyonlarından hazırlanan fiziki karışım eriyik karıştırma işlemi ile çift vidalı ekstrüder kullanılarak granül haline getirilmiştir. Sonrasında elde edilen biyo-kompozit malzemeler tek vidalı ekstrüderde 1,75 mm çapında filamentler haline getirilmiş ve ASTM standartlarına uygun olarak 3B yazıcı ile çekme numuneleri üretilmiştir. Test sonuçlarına göre üretilen kompozitlerin faydalı ürün haline getirilmesi ve bununla birlikte PLA tüketiminin azaltılmasının mümkün olduğu tespit edilmiştir.

The disadvantages of petroleum-based plastics with limited raw material resources during production and disappearance in nature increase the search for bio-based organic composite materials. Poly (lactic acid) (PLA), which has been widely used in recent years, is obtained from corn starch or sugar cane. However, these natural resources, which are necessary for human life, are also not unlimited. For a sustainable production, the consumption of these resources should also be reduced. For this purpose, 1 in the world ranking on tea consumption. PLA composite materials filled with domestic tea waste and date seed in certain proportions by weight, adding functionality to tea waste and the waste core of palm fruit due to the fibrous structure of the palm tree in Turkey, which is next, tensile samples were produced with a 3-dimensional printer and their stresses were compared with unfilled PLA. First, the filling materials were ground using a ring mill in order to bring them into powder form, and the screening process was carried out using a spiral sieve in order to size the particles. The physical mixture prepared from the combinations of 90 % PLA + 10 % tea, % 90 PLA + 10 % date seed, 90 % PLA + 5 % tea +5% date seed was granulated using a double screw extruder by melt mixing process. The bio-composite materials obtained after that were made into filaments with a diameter of 1.75 mm in a single screw extruder and tensile samples were produced with a 3D printer in accordance with ASTM standards. According to the test results, it has been determined that it is possible to turn the composites produced into useful products and to reduce PLA consumption with it.