Doğal Elyaf Takviyeli Kompozitler
Sürdürülebilirlik dünyamızın içinde bulunduğu iklim krizi sebebiyle giderek önemli bir hale gelmekte. Bu kavramın önem kazanmasıyla beraber birçok kimya şirketi de daha sürdürülebilir bir üretim, daha sürdürülebilir malzemeler için çalışmaktadır. Bu noktada
ise geri dönüştürülebilir malzemeleri tercih ederek hem enerji maliyetlerini azaltmakta hem de doğa üstü ürünlere ulaşmaktadırlar.
Birden fazla malzemenin birleşmesiyle oluşturulan kompozit malzemeler için de daha doğa dostu, sürdürülebilir çözümler bulunmaktadır ve bu sebeple doğal takviyeli, daha doğa dostu kompozitlere olan ilgili giderek artmaktadır.
Birden fazla malzemenin birleşmesiyle oluşturulan
kompozit malzemelerde de karşımıza doğal ürünler çıkmaktadır. Doğal malzemeler doğada çözünebildiği için çevre dostu ve geri dönüştürülebilirdir. Bu yazımızda giderek kullanımı artan doğal elyaf takviyeli kompozitlerin özelliklerini ve kullanım alanlarını derledik.
Doğal elyaf takviyeli kompozitlerin kullanım oranlarının yüksek olmasının büyük bir sebebi cam elyaf ile kıyaslandığında daha güçlü olmalarıdır. Aynı zamanda doğal elyaf kullanılarak üretilen kompozitler daha hafif olur, bu sayede de enerji tüketimi açısından tasarruf sağlar. Kısaca NFC olarak da isimlendirilen bu kompozitlerin üretim maaliyetleri de cam elyaf ile kıyaslandığında oldukça düşüktür.
Bunun başlıca sebebi ise NFC’lerin cam elyaflara göre daha rahat bir şekilde kalıplanabilmesidir. Fakat bu artı özelliklerinin yanı sıra NFC’lerin nem hassasiyeti gibi sahip oldukları dezavantajlar onların kullanımını ve NFC pazarının gelişimini sınırlandırmıştır.
Kullanım alanlarına bakarsak ise daha çok otomobillerin iç kısımlarında bu malzemelerden yararlanıldığını söyleyebiliriz. Aynı zamanda ses yalıtımı sağladıkları için, bu alanda da
kullanılabilirler.
Ağaç
Doğal elyaflı kompozitler (NFC) üretilirken çoğunlukla ağaç, pamuk, keten, kenaf ve kenevir kullanılmaktadır. Yapılan araştırmalara baktığımızda 2015’te doğal elyaf olarak %59 oranında ağaç kullanılmaktaydı ve pazarın hakimi konumundaydı.
NFC’lerde çoğunlukla ağaç kullanılmasının başlıca sebebi ise daha sağlam ve dayanıklı olmasıdır. Yine araştırmalara göre bu özellikleri sayesinde 2024’e kadar bu trendin doğal elyaflı kompozitlere hakim olması bekleniyor.
Keten
NFC’lerde bir diğer yaygın olarak kullanılan malzeme ise; ketendir. Keten’in 2015’teki Pazar payı ise %13 oranındadır. Ketenin yaygın olarak kullanılmasının başlıca sebepleri ise titreşimleri azaltır, yüksek gerilim mukavemetine sahiptir ve ultraviyole ışınları engelleyebilir.
Bir diğer özellikle sürdürülebilirliğe katkısı ise karbondioksit salınımı yapmamasıdır. Bu
avantajları sebebi ise NFC’lerde keten takviyesi kullanılmaktadır.
Pamuk
Kompozitlerden bilindiği üzere pek çok sektörde yararlanılmaktadır, bu sektörlerden biri de tekstildir. Tekstilde yararlanılan NFC’lerde çoğunlukla pamuk kullanılır. Pamuğun avantajı ise yüksek nem emici özelliğe sahip olmasıdır fakat diğer malzemelerle kıyaslandığında dayanıklılığı düşüktür.
Kompozitlerin tekstil sektöründe kullanımının yükselmesi ile doğal elyaf takviyesi olarak pamuğun kullanılmasının da artacağı düşünülmektedir.
Kenaf
Kenaf dendiğinde pek çok kişiye tanıdık gelmeyebilir. Kenaf lifi, kenaf bitkisinden elde edilen yumuşak bir sak lifidir. İnşaat, gıda ambalajları, otomotiv gibi sektörlerde kenafların kullanımı giderek artmaktadır.
Bu malzeme sürdürülebilirdir ve kolaylıkla geri dönüştürülebilir. Bu da son yıllarda kenafın kullanımındaki artışın başlıca bir sebebidir. Biyo-bozunur ürünlere olan talep artışı kenafın kullanımını da artırmıştır.
Kenevir
Biyo-bozunur niteliklikteki kenevir de doğal takviyeli kompozitlerde sıklıkla kullanılmaktadır ve özellikle otomotiv ile inşaat sektöründe kullanılmaktadır. Gelecekte cam elyafın yerini alabileceği bile düşünülmektedir.
Doğal Takviyeli Kompozitlerin Kullanım Alanları
NFC’lerin kullanıldığı sektörlere baktığımızda karşımıza otomotiv, inşaat, elektronik ve spor ürünleri, tekstil çıkmaktadır. Özellikle NFC’lerden kapı panelleri, koltuk arkaları, kaplamalar, pencereler gibi yerlerde yararlanılmaktadır. Yine özellikle spor ve elektronik sektörlerinde NFC’lerin kullanımının giderek artacağı düşünülmektedir.
Otomotiv Sektöründe NFC’ler
Doğal elyaf takviyeli kompozitlerden yukarda da bahsettiğimiz gibi özellikle otomotiv sektöründe sıklıkla yararlanılır. Bunun başlıca sebebi bu malzemenin hem sürdürülebilir olması hem de hafif olmasıdır.
Hafifliği sayesinde otomobil ağırlığının düşmesine yardımcı olur ve böylece de yakıt tasarrufu sağlar, CO2 emisyonlarının düşürülmesine yardımcı olur. Otomotiv sektöründe kullanılan NFC’lerde çoğunlukla ağaç elyafları, keten ve kenevir, selülöz kullanılmaktadır. Üretim süreçlerinde bu malzemelerin kullanımı maaliyetleri de görece azaltmaktadır.
Yapı Sektöründe NFC’ler
Yapı sektöründe NFC’lerin tercih edilmesinin yine başlıca sebebi biyo-bozunur olmasıdır. Sürdürülebilir bir alternatif olarak karşımıza çıkan NFC’ler çatlama ve çarpma mukavemeti, bükülgenlik gibi avantajlar sunmaktadır. Yine yapı sektöründe sıklıkla kullanılan sentetik ve metalik elyaflara kıyasla ise daha düşük maliyetlidir.
Ses ve Isı Yalıtımı
Özellikle keten ve kenevir liflerinin yapısında lümen adı verilen boşluklar bulunmaktadır. Bu boşluklar sayesinde lifler hem düşük bir ağırlığa sahiptir hem de ses ile ısı yalıtımı sağlamaktadır.
Özellikle ses yalıtımında kullanılabilecek keten ve kenevir liflerinden elyaflar; ses dalgalarının hareketini zorlaştırma, daha az ses dalgası hareketi sağlama ve gözenekleri
sayesinde ses dalgalarını absorbe etme özelliklerine sahiptir.
Ses yalıtımında genellikle dokulu ve gözenekli yapıdaki ürünler tercih edilmektedir. Bu sebeple ketenler ön plana çıkmaktadır. Daha sürdürülebilir bir alternatif de yaratmak için tekstil sektöründe kullanılmaya uygun olmayan ya da tekstildeki işlemler sonucunda
atık olarak çıkan keten elyaflar kullanılabilmektedir.
Doğal takviyeli kompozitlerin ses yalıtımı performansı değerlendirildiğinde ise ses iletim kaybı açısından yüksek performans gösterdikleri fakat ses yutum kapasitesi açısından düşük bir performansa sahip oldukları belirlenmiştir.
Yine keten elyafların performansına baktığımızda darbe doğuşlu sesleri absorbe etmekte başarılı olduğu fakat hava doğuşlu seslerde o kadar başarılı olmadığı belirlenmiştir. Bu keten takviye ile üretilmiş olan kompozit plakaların hava doğuşlu sesleri absorbe etme performansının yükselmesi için gözenekli yapılar ile birlikte veya çeşitli geometriler
şeklinde kullanılması gerekmektedir.
Sürdürülebilir tercihlere yönelen sektörler ile doğal takviyeli kompozitlerin kullanımında da yükseliş gözleneceği düşünülmektedir. Günümüzde özellikle otomotiv ve yapı sektöründe kullanılan NFC’ler bu yükseliş ile beraber başka sektörlerde de kullanılabilir. Yapılacak araştırmalar sonucunda bu biyo-bozunur malzemeden daha sıklıkla yararlanılabilecektir.
Kaynakça
Derleyen: Nilsu Kotil
