Elyaf yüzeyine uygun işlemler uygulanarak poliüretan elastomer jut elyaf eko-kompozitlerinin mekanik ve fiziksel özelliklerinin geliştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, kesik jut elyaf (JF) örneklerine, alkali (Na), silan(Si) ve eko-tip epoksi reçine(EP) ile yüzey işlemi uygulanmıştır. Jut elyafların yüzey özellikleri FTIR ve EDX analizleri ile incelenmiştir. JF katkılanmış polyiüretan elastomer (TPU) kompozitleri eriyik karıştırma ile hazırlanmıştır. JF yüzey işlemlerinin TPU bazlı eko-kompozitlerin mekanik, sönümleme, eriyik-akış ve morfolojik özellikleri sırasıyla, çekme ve Shore sertik testleri, dinamik mekanik analiz (DMA), erime akış indisi (MFI) testi ve taramalı elektron mikroskopisi (SEM) teknikleri uygulanarak ortaya çıkarılmıştır. Mekanik test sonuçları göstermiştir ki silan and epoksi uygulanmış JF, eklentisiz TPU'nun çekme dayanımı ve çekme modülünü arttırmıştır. TPU'nun kopmada uzaması, tüm çeşitteki JF eklenmeleri ile bariz şekilde düşmüştür. Bütün yüzey işlemleri TPU'nun sertlik değerinde artış ile sonuçlanmıştır. Mekanik test sonuçlarına benzer şekilde, Si-JF ve EP-JF içeren kompozitler depolama modülünde yükselme göstermişlerdir. TPU'nun camsı geçiş sıcaklığı (Tg), JF eklemeleri ile daha yüksek sıcaklıklara ulaşmıştır. JF eklemeleri, saf TPU'nun MFI değerinde artışa neden olmuştur. SEM mikrofotoğraflarına gore, silan ve epoksi uygulanmış JF, TPU içerisinde homojen dağılım göstermiş ve yüzeyleri polimer fazı ile kaplanmıştır.

In this study, chopped jute fiber (JF) samples were surface treated by alkaline (Na), silane(Si) and eco-grade epoxy resin(EP). Surface characteristics of jute fibers were examined by FTIR and EDX analysis. JF filled polyurethane elastomer (TPU) composites were prepared via melt compounding. The effect of surface modifications of JF on mechanical, damping, melt-flow and morphological properties of TPU based eco-composites were investigated by performing tensile and Shore hardness tests, dynamic mechanical analysis (DMA), melt flow index (MFI) test and scanning electron microscopy (SEM) techniques, respectively.. Mechanical test results showed that silane and epoxy treated JF improved the tensile strength and tensile modulus of unfilled TPU. Elongation at break of TPU decreased drastically with all kind of JF inclusions. All of the surface treatments resulted increase in hardness value of TPU. Similarly with mechanical test results, Si-JF and EP-JF containing composites showed enhancement on storage modulus. Glass transition temperature (Tg) of TPU rised up to higher temperatures after JF additions. Inclusions of JF caused increase for MFI value of neat TPU. Silane and epoxy treated JFs displayed homogeneous dispersion into TPU and their surface were covered by polymer phase according to SEM microphotographs.