Karbonizasyon öncesi fosforik asit ve borik asit emdirilmiş kenevir liflerinin termal stabilizasyondaki bekletme sürelerinin yapısal değişimleri üzerine etkisi

Bu çalışma kapsamında; sürdürebilir, doğal ve çevreci yapısı ile gün geçtikçe adından çokça bahsetmeye başlanılan endüstriyel kenevir lifinin endüstri için son derece stratejik bir ürün olan karbon lif olarak üretilmesine yönelik bir dizi çalışmaları konu almaktadır. Endüstriyel kenevir liflerinin termal stabilizasyonunu sağlamak oksijence zengin bir ortamda 250 °C’de 30, 60, 90, 120, 150 ve 180 dakika bekletme sürelerini içeren 6 farklı bekletme sürelerindeki ısıl işlemler gerçekleştirilmiştir. Kimyasal emdirme sonrası ısıl işlem esnasındaki bekletme sürelerinin sonucunda elde edilen numunelerin yapısındaki fiziksel ve kimyasal değişimler; iplik numarası, lif kalınlığı, çakmak ile alev testi, DSC, TGA, FT-IR, X-RD ve SEM ölçümleri ile ortaya konuldu. DSC çalışması, fosforik asit ve borik asit emdirilmiş kenevir liflerinin termal stabilizasyonu bekletme sürelerinin artması ile arttırdığı ve selüloz yapısındaki hidroksil gruplarını bloke ederek uçucu ürünlerin oluşumunu önlediğini gösterdi. TGA termogramları artan bekletme sürelerinde karbon veriminde artış olduğunu gösterdi. XRD sonuçları, bekletme süresinin artmasıyla selüloz II kristal yapısının kaybolduğunu ve amorf bir yapının ortaya çıktığını gösterdi. FT-IR spektrumları, hidroksil gruplarının eş zamanlı uzaklaştırılması ve su uzaklaştırma reaksiyonları nedeniyle molekül içi ve moleküller arası hidrojen bağlarındaki kısmi kaybın devam ettiğini göstermektedir. 180 dk stabilizasyon bekletme süresinde TGA’dan elde edilen 900 °C'deki karbon verimi yaklaşık %40’tır. Fiziksel ve kimyasal yapıdaki değişimler; iplik numarası ve lif çapı ölçümlerinin yansıra, çakmak ile yakma ve renk değişimi analizi yöntemleri ile de desteklendi.