Geri dönüştürülmüş Polietilen filmlerin çekme ve sürtünme özelliklerinin harmanlama yoluyla iyileştirilmesi
Nilay Tüccar Kılıç1, Ekrem ALTUNCU21Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Malzeme Ve Üretim Teknolojileri Uygulama ve Araştırma Merkezi,54000, Sakarya, Türkiye2Sakarya Üniversitesi, Polimer Malzeme Teknolojileri Araştırma Ve Geliştirme Laboratuvarı (SARGEM),54000, Sakarya, Türkiye
Plastik atıkların giderek artan birikimi, çevresel etkilerin azaltılması ve malzeme döngüselliğinin sağlanması için etkili geri dönüşüm stratejilerini zorunlu kılmaktadır. Bu çalışma, saf polietilen (vPE), geri dönüştürülmüş polietilen (rPE) ve saf–geri dönüştürülmüş polietilen karışımının (vPE–rPE) mekanik, termal ve morfolojik özelliklerini incelemektedir. Filmler ekstrüzyon ve sıcak presleme yöntemleriyle üretilmiş, ardından çekme testi, termogravimetrik analiz (TGA), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) teknikleriyle karakterize edilmiştir. vPE–rPE karışımı, hem makine yönünde (24,2 ± 1,4 MPa) hem de makine yönüne dik olan enine yönde (24,6 ± 2,3 MPa) en yüksek çekme mukavemetini göstererek, vPE’ye kıyasla daha dengeli bir dayanım ve azalmış anizotropi sergilemiştir. Geri dönüştürülmüş PE daha düşük çekme mukavemeti ancak daha yüksek süneklik göstermiş, kopma uzaması %740,6’ya ulaşmıştır. TGA sonuçları, termal kararlılığın geri dönüşümle azaldığını, Tonset değerlerinin vPE için 378 °C’den rPE için 252 °C’ye düştüğünü; ancak karışımın bu azalmayı kısmen geliştirdiğini ortaya koymuştur. FTIR analizleri, 1715 ve 3300 cm⁻¹ civarındaki karbonil ve hidroksil soğurma pikleriyle kanıtlandığı üzere, rPE’de oksidatif bozunmayı doğrulamıştır. SEM mikrografları, rPE’de yüzey pürüzlülüğü ve boşluk oluşumunun arttığını, vPE–rPE karışımında ise ara düzeyde bir morfoloji gözlendiğini göstermiştir. Genel olarak, saf ve geri dönüştürülmüş polietilenin karıştırılması, bozunma etkilerini azaltarak istenen mekanik ve termal özelliklerin korunmasını sağlamakta ve sürdürülebilirliği artırmaktadır.
Anahtar Kelimeler: Polietilen, Geri dönüşüm, Mekanik özellikler, Polimer karışımları
Enhancing the tensile and frictional properties of recycled Polyethylene films through blending
Nilay Tüccar Kılıç1, Ekrem ALTUNCU21Sakarya University Of Applied Sciences, Faculty of Technology, Metallurgical and Materials Engineering, Materials And Manufacturing Technology Application and Research Center-suma54000, Sakarya, Türkiye2Sakarya University, Polymer Materials And Technologies Research And Application Laboratory (SARGEM), 54000, Sakarya, Türkiye
The increasing accumulation of plastic waste necessitates efficient recycling strategies to reduce environmental impact and promote material circularity. This study investigates the mechanical, thermal, and morphological properties of virgin polyethylene (vPE), recycled polyethylene (rPE), and a virgin–recycled polyethylene blend (vPE–rPE). Films were fabricated via extrusion and hot pressing, and their properties were evaluated using tensile testing, thermogravimetric analysis (TGA), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and scanning electron microscopy (SEM). The vPE–rPE blend exhibited the highest tensile strength in both machine (24.2 ± 1.4 MPa) and transverse (24.6 ± 2.3 MPa) directions, indicating improved strength balance and reduced anisotropy compared to vPE. Recycled PE showed lower tensile strength but higher ductility, with elongation at break reaching 740.6% in the transverse direction. TGA results indicated that thermal stability decreased upon recycling; specifically, Tonset values dropped from 378 °C for vPE to 252 °C for rPE. However, the incorporation of virgin material in the blend partially restored this stability.. FTIR confirmed oxidative degradation in rPE, evidenced by carbonyl and hydroxyl absorption peaks around 1715 and 3300 cm⁻¹, respectively. SEM micrographs showed increased surface roughness and void formation in rPE, whereas the vPE–rPE blend displayed intermediate morphology. Overall, blending virgin and recycled polyethylene effectively mitigates degradation effects, maintaining desirable mechanical and thermal performance while enhancing sustainability.
Keywords: Polyethylene, Recycling, Mechanical properties, Polymer blends
Makale Dili: İngilizce