KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi / 2026 / Cilt: 16 Sayı: 1

Biyo-Tabanlı Dolgu Maddeleri ile Takviyelendirilmiş PA 6.6 Kompozitlerin Mikro Yapısal ve Yanmazlık Performansı

Microstructural and Flammability Performance of PA 6.6 Composites Reinforced with Bio-Based Filler Materials

Münir Taşdemir(MARMARA ÜNİVERSİTESİ)0000-0001-8635-7251
Elif Ulutaş(MARMARA ÜNİVERSİTESİ)0000-0001-7753-8878
Sayfa
298–310
Yayın Tarihi
2026-03-01
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Her iki katkı malzemesi de yanma hızında artışa neden olurken, yoğunluk değerleri midye kabuğu tozu ile %20, ticari kalsit ile %21 oranında artış göstermiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, %35 cam elyaf takviyeli Poliamid 6.6 (PA6.6) matrisine, farklı oranlarda (%10, %20, %30) ticari kalsit ve midye kabuğu tozu ilave edilerek polimer kompozitler üretilmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Midye kabuğu, biyojenik kökenli bir kalsiyum karbonat kaynağı olarak tercih edilmiş ve çalışmanın temel amacı, biyolojik ve jeolojik kökenli kalsiyum karbonatların kompozit özellikler üzerindeki etkilerini karşılaştırmalı olarak incelemektir.
💡
Sonuç & Katkı:Her iki katkı malzemesi de yanma hızında artışa neden olurken, yoğunluk değerleri midye kabuğu tozu ile %20, ticari kalsit ile %21 oranında artış göstermiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Poliamid 6.6 · Kalsit · Midye kabuğu tozu

Özet

Bu çalışmada, %35 cam elyaf takviyeli Poliamid 6.6 (PA6.6) matrisine, farklı oranlarda (%10, %20, %30) ticari kalsit ve midye kabuğu tozu ilave edilerek polimer kompozitler üretilmiştir. Midye kabuğu, biyojenik kökenli bir kalsiyum karbonat kaynağı olarak tercih edilmiş ve çalışmanın temel amacı, biyolojik ve jeolojik kökenli kalsiyum karbonatların kompozit özellikler üzerindeki etkilerini karşılaştırmalı olarak incelemektir. Kompozit üretimi, çift vidalı ekstrüzyon yöntemiyle karıştırma ve ardından enjeksiyon yöntemiyle kalıplama süreçleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen numunelerin fiziksel ve yanma davranışlarını belirlemek amacıyla yoğunluk, nem emme, erime akış indeksi (MFI), kızgın tel (Glow-Wire) ve UL-94 dikey yanma testleri uygulanmıştır. Ayrıca, kırık yüzey morfolojileri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenerek, cam elyaf, kalsit ve midye kabuğu tozlarının polimer matrisi içerisindeki dağılım özellikleri analiz edilmiştir. Sonuçlar, midye kabuğu tozu ilavesiyle nem emme oranının %25; ticari kalsit ilavesiyle ise %60 arttığını göstermiştir. Her iki katkı malzemesi de yanma hızında artışa neden olurken, yoğunluk değerleri midye kabuğu tozu ile %20, ticari kalsit ile %21 oranında artış göstermiştir.

Abstract

In this study, polymer composites were produced by incorporating different proportions (10%, 20%, and 30%) of commercial calcite and mussel shell powder into a polyamide 6.6 (PA6.6) matrix reinforced with 35% glass fiber. Seashell powder, a biogenic source of calcium carbonate, was selected with the primary aim of comparatively investigating the effects of biologically and geologically sourced calcium carbonates on the properties of the composites. The composites were fabricated through twin-screw extrusion followed by injection molding. To evaluate the physical and combustion behaviors of the resulting samples, density, water absorption, melt flow index (MFI), glow-wire, and UL-94 vertical burning tests were conducted. Furthermore, fracture surface morphologies were examined using scanning electron microscopy (SEM) to analyze the dispersion characteristics of glass fiber, calcite, and mussel shell powders within the polymer matrix. The results showed that the addition of mussel shell powder increased water absorption by 25%, while commercial calcite led to a 60% increase. Both fillers caused an increase in burning rate, while the density values increased by 20% with mussel shell powder and by 21% with commercial calcite.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Taşdemir, M., Ulutaş, E. (2026). Biyo-Tabanlı Dolgu Maddeleri ile Takviyelendirilmiş PA 6.6 Kompozitlerin Mikro Yapısal ve Yanmazlık Performansı. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Cilt: 16 Sayı: 1, 298–310. https://doi.org/10.21597/jist.1662140

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (39)

  1. Adeosun S. O., Usman M. A., Ayoola A. W., & Bodude M. A., (2013). Physico-mechanical responses of polypropylene-CaCO3 composite. Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering, 1, 145-152.
  2. Arrakhiz, F. Z., Elachaby, M., Bouhfid, R., Vaudreuil, S., Essassi, M., & Qaiss, A. (2012). Mechanical and thermal properties of polypropylene reinforced with Alfa fiber under different chemical treatment. Materials & Design, 35, 318-322.
  3. Cangiotti, J., Scatto, M., Araya-Hermosilla, E., Micheletti, C., Crivellari, D., Balloni, A., Pucci, A., & Benedetti, A. (2022). Valorization of seashell waste in polypropylene composites: An accessible solution to overcome marine landfilling. European Polymer Journal, 162, 110877.
  4. Deni̇z, M. E., & Güneş, A. (2021). Yumurta kabuğu takviyeli polimer kompozitlerin mekanik davranışının incelenmesi. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 10(2), 453-468.
  5. Gigante V., Cinelli P., Righetti M. C., Sandroni M., Tognotti L., Seggiani M., & Lazzeri A., (2020). Evaluation of mussel shells powder as reinforcement for PLA-based biocomposites. International Journal of Molecular Sciences, 21(15), 5364. https://doi.org/10.3390/ijms21155364
  6. Güloğlu G. E., & Altan M. C., (2020). MoistureAbsorptionofCarbon/EpoxyNanocomposites. Journal of Composites Science, 4(21). doi:10.3390/jcs4010021
  7. Gümüş, B. E., Yağci, Ö., & Taşdemir, M. (2022). High-density polyethylene/artichoke leaf powder polymer composites: Dynamic mechanical, morphological and thermal properties. Iranian Polymer Journal, 31(7), 787-797.
  8. Hongzhen C., Keyan Y., Weiming Y., (2017). Effects of calcium carbonate on preparation and mechanical properties of wood/plastic composite. Int J Agric & Biol Eng, 10(1), 184-190.
  9. Ippolito, F., Hübner, G., Claypole, T., & Gane, P. (2020). Influence of the surface modification of calcium carbonate on polyamide 12 composites. Polymers, 12(6), 1295.
  10. Ippolito, F., Hübner, G., Claypole, T., & Gane, P. (2021). Calcium carbonate as functional filler in polyamide 12- manipulation of the thermal and mechanical properties. Processes, 9(6), 937.
  11. Ismail, R., Cionita, T., Lai, Y. L., Fitriyana, D. F., Siregar, J. P., Bayuseno, A. P., Nugraha, F. W., Muhamadin, R. C., Irawan, A. P., & Hadi, A. E. (2022). Characterization of PLA/PCL/green mussel shells hydroxyapatite (HA) biocomposites prepared by chemical blending methods. Materials, 15(23), 8641.
  12. İlhan, R., & Feyzullahoğlu, E. (2019). Cam elyaf takviyeli polyester (CTP) kompozit malzemelerde kullanılan doğal elyaflar ve dolgu maddeleri. El-Cezeri Fen ve Mühendislik Dergisi, 6(2), ss.355-381.
  13. Karaca Uğural, B. (2022). Gürültü bariyeri için çevre dostu alternatif: doğal elyaf takviyeli kompozit malzemeler. European Journal of Science and Technology, 32, ss. 1006-1010.
  14. Kartal, İ., Boztoprak, Y., & Selimoğlu, H. (2024). Kalsit ve çam talaşı dolgulu polyester matrisli kompozitin aşınma özelliklerinin incelenmesi, Uludağ University Journal of The Faculty of Engineering, 29(2), ss. 583-594.
  15. Kaynak, E., Üreyen, M. E., & Koparal, A. S. (2020). Flammability and thermal degradation behaviour of wool/polyamide 6.6 blends. Tekstil ve Mühendis, 27(117), 22-30.
  16. Keleş, D., Balcı, D., Taşdemir, M., & Ulutaş, E. (2024). Polipropilen + %20 kenevir takviyeli/çörek otu/maleik anhidrit aşılı polipropilen polimer kompozitinin fiziksel özelliklerinin incelenmesi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 12(3), 464-474.
  17. Koçak, D., Merdan, N., & Taşdemi̇r, M. (2013). Recycled polyamide-6/waste silk cotton fibre polymer composites:effect of fibre length. Marmara University Journal of Science, 4(25), 157-157.
  18. Kolsgaard A., & Brusethaug S., (1994). Fluidity of aluminium alloy AlSi7Mg–SiC particulate composite melts. Materials Science and Technology, 10(6). https://doi.org/10.1179/mst.1994.10.6.545
  19. Kunishima T., Nagai Y., Bouvard G., Abry J.-C., Fridrici V., & Kapsa P., (2021). Comparison of the tribological properties of carbon/glass fiber reinforced PA66-based composites in contact with steel, with and without grease lubrication. Wear, 477, 203899. https://doi.org/10.1016/j.wear.2021.203899
  20. Leong Y. W., Abu Bakar M. B., Ishak Z. A. M., Ariffin A., & Pukanszky B., (2003). Comparison of the mechanical properties and interfacial interactions between talc, kaolin, and calcium carbonate filled polypropylene composites. Journal of Applied Polymer Science, 91, 3315-3326.
  21. Mapossa A. B., Anjos E. G. R., & Sundararaj U., (2024). Boosting Flame Retardancy of Polypropylene/Calcium Carbonate Composites with Inorganic Flame Retardants. Materials, 17. https://doi.org/ 10.3390/ma17184553
  22. Ndiaye, D., Matuana, L. M., Morlat‐Therias, S., Vidal, L., Tidjani, A., & Gardette, J. (2011). Thermal and mechanical properties of polypropylene/wood‐flour composites. Journal of Applied Polymer Science, 119(6), 3321-3328.
  23. Peceño B., Fariñas B. A., Arenas C., & Leiva C., (2020). Influence of particle size of mussel shells in physical, mechanical and insulating properties of fireproof materials. Procedia Environmental Science, Engineering and Management, 8(2), 323-333.
  24. Rocha M. C. G., Silva A. H. M. F. T., Coutinho F. M. B., & Silca A. L. N., (2005). Study of composites based on polypropylene and calcium carbonate by experimental design. Polymer Testing, 24, 1049-1053.
  25. Shah A. U. R., Prabhakar M. N., Wang H., & Song J., (2018). The influence of particle size and surface treatment of filler on the properties of oyster shell powder filled polypropylene composites. Polymer Composites, 39(7), 2420-2430. https://doi.org/10.1002/pc.24225
  26. Sharaf, A. M., Syala, E., Ezzat, A. A., Ali, S. F. A., & El-Rafey, E. (2022). Natural fiber reinforced unsaturated polyester resin filled with bio-based calcium carbonate: preparation and examination. Fibers and Polymers, 23(5), 1366-1377.
  27. Sun H., Zhang X., Zhao P., & Liu D., (2021). Effects of nano-silica particle size on fresh state properties of cement paste. KSCE Journal of Civil Engineering, 25(7), 2555-2566
  28. Syduzzaman, M., Al Faruque, M. A., Bilisik, K., & Naebe, M. (2020). Plant-based natural fibre reinforced composites: a review on fabrication, properties and applications. Coatings, 10(10), ss. 973.
  29. Taşdemi̇r, M. (2021). Yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE)/pinna nobilis polimer karışımının özelliklerinin incelenmesi, Gazi Univesity Journal of Science Part A: Engineering and Inovation, 8(2), ss. 208-217.
  30. Ulutaş, E., & Taşdemir, M. (2024). Polipropilenin mekanik özelliklerine muz ve pirinç kabuğu tozlarının etkilerinin incelenmesi, Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 14(3), 1310-1319.
  31. Xie D., Yao S., Cao J., Hu W., & Qin Y., (2020). Origin of calcite cements and their impact on reservoir heterogeneity in the Triassic Yanchang Formation, Ordos Basin, China: A combined petrological and geochemical study, Marine and Petroleum Geology, 117. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2020.104376
  32. Xu J., Mucalo M. R., & Pickering K. L., (2024). Bioinspired Surface modification of mussel shells and their application as a biogenic filler in polypropylene composites. Composites Part C: Open Access, 15, 100520. https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2024.100520
  33. Yılmaz A., (2004), Mühendislik polimerlerinin yanmazlık özelliklerinin incelenmesi’, Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,
  34. Yurdakul, K., (2011). Kalsiyum karbonat dolgulu polietilen filmlerinin hazırlanması ve geçirgenlik özelliklerinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.
  35. URL-1 ISO 2781:2018. Rubber, vulcanized or thermoplastic-Determination of density erişim adresi: https://www.iso.org/standard/72777.html
  36. URL-2 ASTM D3801-20a Standard Test Method for Measuring the Comparative Burning Characteristics of Solid Plastics in a Vertical Position erişim adresi: https://store.astm.org/d3801-20a.html
  37. URL-3 IEC 60695-2-11:2014. Fire hazard testing-Part 2-11: Glowing/hot-wire based test methods Glow-wire flammability test method for end-products. Erişim adresi: https://intweb.tse.org.tr/Standard/Standard/Standard.aspx?081118051115108051104119110104055047105102120088111043113104073084098075065055074102088065070057
  38. URL-4 ISO 1133-1:2022. Plastics-Determination of the melt mass-flow rate (MFR) and melt volume-flow rate (MVR) of thermoplastics Part 1: Standard method. Erişim adresi: https://www.iso.org/standard/83905.html
  39. URL-5 ASTM D6980-17 Standard Test Method for Determination of Moisture in Plastics by Loss in Weight Erişim adresi: https://store.astm.org/d6980-17.html