Polimerlerin elektroeğirme yöntemiyle geri dönüşümü ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

Bu tez çalışmasında, polimer atıklarından katma değerli ürünler elde etmek amacıyla geri dönüştürülmüş akrilik elyafın (orlon) elektroeğirme yöntemiyle karbon elyaf öncüsü olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Çalışmanın temel amacı, düşük maliyetli ve sürdürülebilir bir kaynak olan geri dönüştürülmüş akrilik elyaftan üretilen nanoliflerin mekanik performansını, endüstri standardı olan saf poliakrilonitril (PAN) ile karşılaştırmalı olarak değerlendirmektir. Bu kapsamda, saf PAN ve geri dönüştürülmüş akrilik elyaf, N,Ndimetilformamid (DMF) içerisinde çözülerek %10'luk polimer çözeltileri hazırlanmış ve sabit proses parametreleri (15 kV gerilim, 1 mL/saat akış hızı, 13-14 cm mesafe) altında elektroeğirme yöntemiyle nanolif matları üretilmiştir. Üretilen nanoliflerin morfolojik, kimyasal ve mekanik özellikleri sırasıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), X-Işını Difraksiyonu(XRD) ve çekme testi ile karakterize edilmiştir. Elde edilen bulgular, geri dönüştürülmüş akrilik elyaftan başarılı bir şekilde nanolif üretilebildiğini, ancak saf PAN'a kıyasla daha heterojen bir lif morfolojisi sergilediğini göstermiştir. Bununla birlikte, elde edilen sonuçlar, geri dönüştürülmüş akriliğin maliyet etkinliği sayesinde, havacılık gibi ultra yüksek performans gerektiren kompozit, filtrasyon ve enerji depolama gibi endüstriyel uygulamalar için potansiyel bir alternatif olabileceğini göstermektedir.

In this thesis, the potential utilization of recycled acrylic fiber (Orlon) as a carbon fiber precursor through the electrospinning technique was comprehensively investigated with the aim of producing value-added materials from polymer waste. The primary objective of the study is to evaluate, in a comparative manner, the mechanical performance of nanofibers fabricated from recycled acrylic fiber—a low-cost and sustainable feedstock—against that of virgin polyacrylonitrile (PAN), the conventional industrial standard for carbon fiber precursors. To this end, 10 wt% polymer solutions were prepared by dissolving pure PAN and recycled acrylic fiber in N,N-dimethylformamide (DMF). Nanofiber mats were subsequently fabricated via electrospinning under constant process parameters (applied voltage: 15 kV, flow rate: 1 mL/h, tip-tocollector distance: 13–14 cm). The morphological, chemical, and mechanical characteristics of the obtained nanofibers were systematically characterized using Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray Diffraction (XRD), and tensile testing. The results demonstrated that nanofibers can be successfully produced from recycled acrylic fiber, though exhibiting a relatively more heterogeneous morphology compared to those derived from pure PAN. Nonetheless, the findings indicate that due to its economic and environmental advantages, recycled acrylic fiber represents a promising alternative precursor material for applications in composites, filtration systems, and energy storage devices, where ultra-high performance (such as aerospace-grade) properties are imperative.