Proje Yılı:

2006–2009 (Levent Önal)

Proje Adı:

• TÜBİTAK, ‘Halı Telefi Jüt İpliklerinin Polimerik Kompozit Malzeme Üretiminde Kullanımı ve Mekanik Özellikleri’, TÜBİTAK Kariyer Projesi, Doç.Dr. Levent ÖNAL, 2006. (Proje bütçesi 88.000YTL)

Projenin Durumu:

Tamamlandı

Proje Özeti:

Son yıllarda çevresel ve ekonomik koşulların etkisiyle yeni kompozit malzemelerin geliştirilmesi konusu önem kazanmıştır. Lif destekli kompozit yapılarda yaygın olarak kullanılan cam, karbon, aramid gibi lifler ve epoksi, polyester gibi reçineler endüstriyel alanlardaki yüksek mekanik özelliklerine karşın, geri dönüşümleri çok güç olduğundan çevresel olarak sorun oluşturmaktadır. Bu nedenlerle tabii ve yenilenebilir kaynaklar üzerinde özellikle durulmaktadır. Tabii lifler ile desteklenmiş termoplastik kompozit malzemeler tekrar kullanımının mümkün olması, çok hafif olmaları ve büyük fiyat avantajlarının bulunması, bu reçineler üzerine yapılan araştırmaları artırmıştır [1, 20-26]. Tabii lifler ile desteklenmiş termoplastik kompozitler başta otomotiv endüstrisi ve prefabrik ev imalâtı olmak üzere pekçok alanda kullanılmaktadır [1-3].

Tabii lif destekli termoset kompozitler ilgi çalışmalar 1980lere kadar uzanmaktadır[4-6].  Son yıllarda sisal ve jüt lifleri ile desteklenmiş termoplastik kompozit yapılar üzerinde durulmaktadır [13-19, 27-29]. Bu kompozit yapıların performanslarını artırıcı araştırmalar yapılmaktadır.

Keten, jüt ve sisal gibi lifler Türkiye’de çok az miktarda yetiştiriliyor olmakla birlikte özellikle jüt lifinin tüketimi, makina halısı üretiminde kullanımından dolayı çok büyük miktardadır. Üretim sonucunda %7-8’i telef olarak ayrılan jüt ipliği, telef olarak satıldıktan sonra, ya liflerine kadar parçalanıp keçe olarak değerlendirilmekte, yada yeniden iplik üretim prosesine dahil edilerek hasır için kullanılan çok kalın iplere dönüştürülmektedir. Döviz ödenerek yurtdışından getirilen bu malzemenin katma değeri çok daha yüksek olan düşük maliyetli endüstriyel ürün olarak değerlendirilmesi bu çalışmanın başlıca amacıdır. Termoplastik halı telefleri (polyester, polyamide ve polypropilen) ile ilgili pekçok çalışma yürütülmüş olmakla birlikte jüt iplik telefinin değerlendirilmesi ile ilgili herhangibir çalışmaya rastlanmamıştır [7-10]. Çalışmanın sonuçlarının hem akademik hemde endüstiyel alanda ilgi toplayacağı düşünülmüştür. Çalışma sonuçları konferans bildirileri ve bilimsel makaleler ile yaygınlaştırılıcaktır.

Bu çalışma dahilinde telefe ayrılan jüt halı kenarları ve poliolefin polimerleri (polietilen ve polipropilen) kullanılarak kompozit yapılara dönüştürülecektir. Bu çalışma dört aşamada  24 ayda yürütülecektir. Birinci aşamada telef halindeki ipliklerin evsafı ve mukavemeti tespit edilip literatürde verilen kimyasallar kullanılarak termoplastik reçineler ile selülozik bazlı liflerin arayüzünde ortaya çıkan birleşme sorunları giderilecektir. Farklı numaralardaki iplikler ve reçineye göre lif ağırlık nispeti için basınçla kalıplama tekniği kullanılarak numuneler üretilecektir. Lifler ile matris arasindeki arayüzün durumu SEM kullanılarak ayrıca analiz edilecektir. İkinci aşamada, malzemenin çekme, darbe ve üç noktadan eğme dayanımları tespit edilip literatürdeki emsalleri ile kıyaslanacaktır. Her bir değişkenin malzemenin mekanik özelliklerine etkisi istatistiksel olarak analiz edilecektir. İpliklerin en uygun konumlanma şekli, kompozitin mekanik özellikleri dikkate alınarak araştırılacaktır. Üçüncü aşamada, kompozit malzemenin su etkisi altındaki davranışları analiz edilecektir. Nemli ortamlardaki davranışı modellenerek deneysel çalışma ile kıyaslanacaktır. SEM çalışması ile lif ve matrisde suyun yıpratıcı etkisi ile oluşan hasarın boyutu araştırılacaktır. Dördüncü aşamada ise üretimin maliyet/performans analizide yapılacaktır.

Çalışma Erciyes ve Süleyman Demirel Üniversite’lerinden öğretim üyelerinin bir ortak çalışması olacaktır. Yrd. Doç. Dr. Levent Önal başlıca araştırıcı olarak çalışmayı yürütecektir. Yrd. Doç. Dr. Levent Önal lif takviyeli kompozit malzemeler ve tekstil mekaniği konularında, Doç. Dr. Fatma Göktepe tabii lifler, iplik teknolojisi ve mekaniği alanında uzmandırlar. Doktora öğrencisi Yük. Müh. Evren Katı yüksek lisansını tabii lifler ve iplikler üzerinde yapmış olup, doktorasını önerilen proje konusunda yürütecektir.

 

Proje Yılı:

2004–2005 (Levent Önal)

Proje Adı:

Moisture Uptake and Degradation Mechanics of Biomedical Composites, TÜBİTAK-Royal Society Bilimsel Değişim Burs Programı, B.02.1.BAK.0.09.00.00/832/285, University of Nottingham, Nottingham/UK, Visiting Research Fellow, 2004. (Proje Bütçesi 11.500£)

Projenin Durumu:

Tamamlandı

Proje Özeti:

Kompozit malzemeye destek elemanı olarak yer alan liflerin tabii oratamda kendiliğinden indirgenmesi (biodegradable) özelliği, su emmesi ile ilişkili olduğundan bu özelliğinin modellenmesi, malzemenin mekanik dayanımı ile ilgili yargıya varılmasında birinci basamağı oluşturmaktadır. Araştırma kapsamında hazırlanan teorik modelin gerçeklenmesi (veya yakınlık derecesinin tayini) için deneysel çalışma da planlanmıştır. Bu kapsamda Nottingham Üniversitesi’ndeki üretim hattı kullanılarak, tabii ortamda kendiliğinden indirgenebilen filament fosfat esaslı cam elyafı üretimi, tarafımdan yapılmıştır. Bu tip cam elyafın ticari olarak üretimi bulunmamakta olup, araştırma esaslı olarak her araştırma kurumu farklı içeriğie sahip lifleri kendisi üretmektedir. Üretilen lifler kullanılarak polycaprolactone (PCL) reçineli kompozit implantler üretilmiştir.  Kompozit üretim tekniği olarak ise Nottingham Üniversitesinde geliştirilen yeni bir teknik olan “işlem sırasındaki monomer halinden polimerleştirme kalıplaması” (in-situ monomer transfer moulding) kullanılmıştır.

Üretilen numuneler 37 derece sıcaklıktaki su içinde bekletilmiştir. Bu ortamdaki numunelerden her hafta beş tanesi (en son olarak altıncı haftadakiler) alınarak nem alma oranı tesbit edilip, eğilme testine tabi tutulmuştur. Deneysel çalışmada elde edilen sonuçlar teori ile kıyaslanarak gerçeklenme oranı tespit edilecektir. Sapma yüksekse modelde düzenleme yapılacaktır.

 

Proje Yılı:

2007–2009 (İlhan Özen)

Proje Adı:

• TÜBİTAK, "Ambalaj Sanayinde Kullanılan Polimerlerin Gaz Geçirgenliğinin Nano Boyutlu Malzemelerle İyileştirilmesi", 106M505, 24 ay, Proje Yürütücüsü, 190 000 TL

Projenin Durumu:

Tamamlandı

Proje Özeti:

Gerek ekonomik, gerekse kolay uygulanabilir olması dolayısıyla plastiğin diğer maddelere göre tüketimi hızla artmakta ve plastik tüketiminin fazlalığı, ülkelerin gelişmişliğinin bir göstergesi olarak değerlendirilmektedir. Dünya plastik tüketimini yönlendiren sektörlerin başında ambalaj sanayii %29 ile birinci sırada yer almaktadır. Ambalaj sanayinde son yıllarda değişen taleplerle beraber daha iyi bariyer özelliklerine sahip ambalaj ürünlerine olan gereksinim artmıştır. Bu gereksinimi karşılamak üzere polimerlerle beraber nanokompozitlerin, kilin veya oksijene karşı yüksek bariyer özelliği olan malzemelerin bir arada kullanılması sıkça başvurulan bir yöntemdir. Son yaklaşımda oksijene karşı yüksek bariyer özelliği malzemeler olarak bir aromatik poliamid olan poli(m-ksilen adipamid) kısaca Naylon-MXD6 ve etilen vinil alkol (EVOH) kopolimerler kullanılmaktadır. Daha da ileri bir adımda Naylon-MXD6 bir geçiş metal oksidasyon katalizörü, mesela Co(II), ilave edilerek oksijen geçişine karşı aktive edilmekte ve poliamid aktif oksijen (oksijeni yapısında tutma) bariyeri olarak hizmet etmektedir.

Polimer karışımlarında bariyer özelliklerinin iyileştirilmesi, dispers haldeki fazın laminar bir morfoloji ve bu sayede oksijen için geçiş (difüzyon) yolunun uzatılması ile sağlanmaktadır. Bir polimer karışımının bariyer özelikleri, sadece her bir bileşenin bariyer özelliklerinin toplamına değil, aynı zamanda büyük ölçüde elde edilecek karışımın son morfolojisine bağlıdır. Karışım morfolojisini kontrol eden en önemli parametrelerden biri, daha iyi bir uyumluluk sağlamak için fazlar arasındaki ara yüzeyi modifiye etmektir. Polimer bileşenlerinin birbiriyle uyumlu hale getirilmesi, gerilimin ekstrüzyon ve gerdirme işlemi sırasında matris fazdan dispers faza etkin bir şekilde aktarımını sağlamaktadır. Bu sayede dispers faz partikülleri daha fazla deforme olarak daha oval bir yapı kazanmakta ve oksijen molekülleri için geçiş yolu uzamaktadır. 

Sanayide oksijen geçirgenliğini azaltmak için altyapı ve üretim masrafları yüksek olan çok katmanlı (multilayer) yapılar kullanılmaktadır. Bu yapılar en azından 3 katmanlı olup orta tabakası Naylon-MXD6 veya EVOH, iç ve dış tabakaları ise Polietilen (PE) veya Poli(etilentereftalat)’tan (PET) oluşmaktadır. Ayrıca bu yapılarda genellikle delaminasyon problemleri yaşanmaktadır. Multilayer yapılarla sağlanan düşük oksijen geçirgenliğini matris polimeri içerisine az miktarda Naylon-MXD6 veya EVOH ilave ederek tek katmanlı (monolayer) yapılarla elde etmeye yönelik çalışmalar son yıllarda az da olsa artış göstermiştir. Ancak bu çalışmalar laboratuar ölçekli olup buradaki iyileştirmeler sadece oksijen geçirgenliğinin azaltılması ile sınırlı kalmıştır. Ayrıca bu çalışmalarda malzemeleri birbiriyle uyumlu hale getirebilmek için sadece tek tip uyumlaştırıcı (kompatibilizer) kullanımı söz konusudur. Burada amaç; mümkün olduğunca az miktarda Naylon-MXD6 veya EVOH ilave ederek matris polimerin oksijen geçirgenliğini azaltmak ve böylece paketlenen içeceğin raf ömrünü daha uygun maliyetle uzatmaktır. Bu çalışmada polimer bileşenlerini uyumlu hale getirmek için hem sentezlenen kompatibilizerler kullanılmış hem de mevcut diğer polimerlerin olası kompatibilizer özellikleri incelenmiştir. Projenin bir ileri aşamasında uyumlaştırılmış ve sonuçları optimize edilmiş polimer karışımlarına aktif oksijen bariyer özelliği kazandıran malzemeler ve/veya kil ilave edilip bu malzemelerin matris polimeri içerisinde nano boyutta dağılması sağlanarak bunların bariyer özelliklerine olan etkisi incelenmiştir.

 

Proje Yılı:

2006–2008 (İlhan Özen)

Proje Adı:

TÜBİTAK TEYDEB, "Polimer/Organokil Nanokompozitler", 3070089, 15 ay, Proje Araştırmacısı, 800 000 USD

Projenin Durumu:

Tamamlandı

Proje Özeti:

Bilindiği gibi nano boyutlu dolgu maddesi içeren polimerik sistemler, boş reçine veya mikro-kompozitlerle karşılaştırıldığında çok daha yüksek mekanik mukavemet, fiziksel ve kimyasal dayanım özelliğine sahip olmaktadırlar. Bu dolgu maddeleri içerisinde nano-killer, düşük maliyetlerinin yanı sıra malzemede çarpıcı iyileşmeler sağladığı için hem endüstriyel hem de akademik sahada son yıllarda büyük ilgi görmüşlerdir. İşin iyi tarafı, bu iyileşmelerin polimerin yoğunluğunda önemli bir artış olmaksızın ve malzemenin optik özelliklerinde ve geri dönüşümünde herhangi bir kayıp olmaksızın sağlanmasıdır.

Polimer/Kil nanokompozitlerin mekanik ve termal özelliklerinin iyileşmesiyle “otomotiv, beyaz eşya, tıbbi araç-gereç ve kord bezi”, gaz ve sıvı geçirgenlik özelliklerinin iyileşmesiyle “otomotiv, ambalaj (film veya şişe)”, yanmazlık özelliğinin iyileşmesiyle “otomotiv, bilgisayar, inşaat” sektörlerinde kullanım alanları bulduğu bilinmektedir.

Bu proje kapsamında Montmorillonite tipi ham kil kullanılarak çeşitli polimerik malzemeler (polipropilen, polietilen, polietilen terefitalat) için kil açma çalışmaları (organokil) gerçekleştirilmiş, pilot ölçekte organokil üretimi yapılmış, polimer/nanokil karışımları hazırlanıp (endüstri denemelerinde) malzemenin uygunluğunu test edilmiştir.

 

Proje Yılı:

2000–2002 (İlhan Özen)

Proje Adı:

• TÜBİTAK, "Reaktif Boyarmaddelerle Boyanmış Örme Mamullerin Yaş Sürtme Haslıklarının İncelenmesi", 156, 24 ay, Proje Araştırmacısı, 80 000 TL

Projenin Durumu:

Tamamlandı

Proje Özeti:

Bu çalışmada single jersey tipi örgü kumaşlara uygulanan koyu renk boyamaların yaş sürtme haslıkları incelenmiştir.  

 

Proje Yılı:

2003–2008 (Asım Davulcu)

Proje Adı:

• TÜBİTAK, Anis,P. Sezarman, U., Mengeloglu, Y., Eren, H.A., Davulcu, A., Pamuklu Mamullerin Ön Terbiyesinde Enzim Kullanımının Araştırılması,Tekstil Araştırma Merkezi 2003/08 Nolu Projesi, (Tamamlandı). , 2003/08, 2003, 24 ay, , 80000 TL

Projenin Durumu:

Tamamlandı

Proje Özeti:

 

Proje Yılı:

01.05.2006 /01.11. 2006 (Hüseyin Gazi Türksoy)

Proje Adı:

• TÜBİTAK, Mvs İplik Eğirme Makinelerinde Kullanılan İçi Oyuk İğlerdeki Aşınmanın İncelenmesi, 106M142, 2006, ay, Yönetici,

Projenin Durumu:

Tamamlandı

Proje Özeti:

Bu projenin amacı, içi oyuk iğlerde görülen aşınmanın ve bu aşınmanın % 100 viskon ipliklerinin özelliklerini ne şekilde etkilediğinin araştırılmasıdır. Dört aylık çalışma zamanının içi oyuk iğlerdeki aşınma için kritik zaman olduğu, 4. aydan sonra aşınmanın çok belirginleştiği ve iplik özelliklerinin olumsuz etkilediği tespit edilmiştir. Ayrıca içi oyuk iğ çapının seçiminin, sadece üretilecek olan iplik inceliğine göre değil, aynı zamanda üretilecek olan ipliğin kullanım alanına göre seçilmesi gerektiği sonucuna ulaşılmıştır.