Karbonize edilmiş tavuk tüyü lifi/epoksi kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu

Abstract

Türkiye'de yıllık 30 bin ton üretimi olan ve sadece atık olarak kabul gören tavuk tüyü lifleri (TTL) yüksek miktarda keratin içeren bir çeşit içi boş ve sert yapılı bir protein lifidir. Bu lifler ısıtıldığında çapraz bağlar oluşur ve bu bağlar yapıyı sağlamlaştırmanın yanı sıra yapının daha gözenekli hale dönüşmesini sağlar. Isıtmanın ya da başka bir deyişle karbonizasyonun amacı, tavuk tüylerinden mümkün olan maksimum karbonu elde etmek ve böylece takviye malzemesi olarak kullanılacak fiberlerin özelliklerine ulaşmak, dolayısıyla da nihai ürün olan kompozitin yüksek performanslı bir malzeme haline gelmesini sağlamaktır. Bu çalışmanın ilk aşamasında, polimer kompozitlerde üretim maliyeti yüksek ve çevre kirliliğine neden olduğu düşünülen karbon nanotüplere (KNT) kıyasla, benzer özellliklere sahip kolay bulunabilir ve sürdürülebilir olması nedeniyle KETTL alternatif bir dolgu malzemesi olarak düşünülmüştür. TTL, Modüler-Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (M-DSC) ve Termal gravimetrik analiz (TGA) kullanılarak sırasıyla elde edilen erime ve termal dekompozisyon sıcaklıklarına bağlı olarak, farklı piroliz reçetelerinin uygulanması sonucu en uygun şartlar altında KETTL lere dönüştürülmüştür. Elde edilen KETTL'lerin karakterizasyonları taramalı eletron mikroskobu (SEM), Fourier Kızılötesi Spektrometresi (FT-IR), X kırınımı difaraktometresi (XRD) ve ölçümleri ile gerçekleştirilmiştir. Kimyasal silan ajanı ara yüzey iyileştirmesi için kullanılmıştır. Bu çalışmanın ikinci aşamasında, düşük konsantrasyonlarda (ağ. % 0.1, 0.5 ve 1), silan ajanı 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTS) ile modifiye edilmiş ve edilmemiş KETTL, YKHSMI tekniği kullanılarak RTM 6 epoksi reçine içinde homojen bir şekilde dağıtılacak ve kompozitler üretilmiştir. Elde edilen kompozit malzemeler, mDSC, TGA ve Dinamik Mekanik Analiz (DMA) cihazları kullanılarak karakterize edilmiştir.