Farklı organik atıklardan zift esaslı karbon fiber üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada biyokütle, polimer ve petrol rafinerisi atıkları kullanılarak zift esaslı karbon fiber üretimi araştırılmış olup, yürütülen çalışma üç aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada TGA/MS/FT-IR kullanılarak iki farklı biyokütle örneğinin (ceviz kabuğu ve şeftali çekirdeği) ve farklı polimerlerin (PET, PS ve PVC) pirolizi ve biyokütle/polimer karışımlarının birlikte pirolizi yapılmıştır. Pirolitik aktivasyon enerjileri farklı eş-dönüşüm yöntemleriyle hesaplanmış ve bozunma sırasında açığa çıkan gazlar belirlenmiştir. İkinci aşamada, sabit yataklı reaktörde piroliz çalışmaları yürütülmüş olup, ürün verimi ile özelliklerine sıcaklık ve birlikte pirolizin etkisi incelenmiştir. Son aşamada ise zift esaslı karbon fiber üretimi araştırılmıştır. Bu amaçla, katranların pirolizlenmiş fuel oil (PFO) ile oligomerizasyonu bromlama/dehidrobromlama işlemi ile gerçekleştirilmiş ve katran özelliklerinin, karışma oranının ve brom miktarının etkileri belirlenmiştir. Ardından, aynı yumuşama noktasına sahip ziftler farklı katranlar kullanılarak sentezlenmiş ve karbon fiber üretimi gerçekleştirilmiştir. Eriyik çekme, stabilizasyon ve karbonizasyon işlemleri sonrasında, üretilen karbon fiber özellikleri, ziftlerin yumuşama noktasından bağımsız olarak karşılaştırılmıştır. Karakterizasyon sonuçları, karbon fiberlerin çekme dayanımı ve elastik modülünün zift üretiminde kullanılan hammaddelerin yapısına bağlı olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, biyokütle, polimer ve petrol rafineri atıkları kullanılarak genel amaçlı karbon fiber üretiminde çevre dostu, alternatif bir yöntem sunulmuştur.