Araştırma özeti · KF-ARS-188
Yüksek performanslı kompozit için uzun kenevir lifi: sarı saplı çeşitler, hasat zamanı ve havuzlama
Kenevir bugün çoğunlukla tohum olgunluğunda hasat ediliyor ve lifi düşük değerli kullanımlara gidiyor. Bu çalışma, çeşit, hasat zamanı ve havuzlama yönteminin, tekstil ve yüksek performanslı kompozitte kullanılabilecek uzun lif verimine ve kalitesine etkisini endüstriyel keten hatlarında denedi.
Tek cümlede bulgu
- Sarı saplı çeşitlerin lif ayırma (scutching) verimi yeşil saplı çeşitlerden yüksekti.
- Tarla havuzlamasında taraklanmış lif verimi ortalama %48,5, biyolojik sakız giderme yönteminde %25,0 çıktı.
- Kompozitlerin kopma dayanımı tam çiçeklenmede hasat edilen lifte 155 MPa, tohum olgunluğunda 146 MPa ölçüldü.
- Geri hesaplanan lif özellikleri, aynı laboratuvarda aynı yöntemle ölçülen yüksek kaliteli uzun ketenle karşılaştırılabilir bulundu.
Araştırma sorusu
Çeşit, hasat zamanı ve havuzlama yöntemi, kenevirden yüksek performanslı kompozite uygun uzun lif elde edilmesini nasıl etkiliyor?
Yöntem
Salvatore Musio, Jörg Müssig ve Stefano Amaducci, 2016'da Piacenza'da (İtalya) dört monoik çeşidi 700 m²'lik parsellerde yetiştirdi: sarı saplı Carmaleonte ve Ivory, yeşil saplı Futura 75 ve Fédora 17. Carmaleonte ve Futura 75 hem tam çiçeklenmede hem tohum olgunluğunda, diğerleri yalnızca tohum olgunluğunda hasat edildi. Saplar 1 m'lik parçalara kesildi; bir kısmı havuzlanmadan kurutulup lifi ayrıldıktan sonra 30 °C'de yaklaşık 90 saat biyolojik sakız gidermeye (bio-degumming) alındı, diğer kısmı tarlada havuzlandı. Lif ayırma ve taraklama endüstriyel keten makinelerinde yapıldı. Taraklanmış liflerle epoksi kompozitler üretilip çekme testine tabi tutuldu ve lif özellikleri geri hesaplandı. Çalışma AB 7. Çerçeve Programı MultiHemp projesiyle desteklendi.
Bulgular
Sarı saplı çeşitler endüstriyel ölçekte daha yüksek lif ayırma verimi verdi; yazarlar sarı sap özelliğini işlenebilirliğin bir göstergesi olarak değerlendirdi. Laboratuvar dekortikatöründe en yüksek kabuk lifi oranı Ivory'de (%35,5), en düşük Fédora 17'de (%25,8) ölçüldü. Taraklanmış lif verimi çeşit ve hasat zamanından değil, havuzlama yönteminden etkilendi: tarla havuzlamasında ortalama %48,5, biyolojik sakız gidermede %25,0. Taraklanmış lif inceliği çeşide bağlıydı ve en ince lifler Carmaleonte'de bulundu. Kompozitlerin kopma dayanımı tam çiçeklenmede 155 MPa, tohum olgunluğunda 146 MPa çıktı; geri hesaplanan lif dayanımı sırasıyla 402 ve 373 MPa oldu. Yazarlar, geri hesaplanan lif özelliklerinin aynı laboratuvarda aynı yöntemle ölçülen taraklanmış uzun ketenle (464 MPa dayanım) karşılaştırılabilir olduğunu yazdı.
Sınırlılıklar
Deneme tek yıl ve tek yerde yapıldı. Tohum olgunluğunda hasat edilen ve tarlada havuzlanan saplar ekimdeki yağışlı hava nedeniyle aşırı havuzlandı ve atıldı; bu yüzden havuzlama karşılaştırması yalnızca tam çiçeklenme hasadında yapılabildi. Carmaleonte ve Futura 75'te tohum olgunluğuna doğru Fusarium solgunluğu görüldü; ölçümler sağlıklı saplarda yapıldı. Keten makineleri kenevir için ayarlanmadı; yazarlar ayar yapılırsa verim ve kalitenin artabileceğini belirtiyor. Kompozit kırılma yüzeylerinde hava kabarcıkları görüldü. Sonuçlar, beş farklı laboratuvarda ölçülen keten değerlerinin altında kaldı; karşılaştırma aynı laboratuvardaki ketenle yapıldı.
| Hasat | Kompozit kopma dayanımı (MPa) | Geri hesaplanan lif dayanımı (MPa) |
|---|---|---|
| Tam çiçeklenme | 155 | 402 |
| Tohum olgunluğu | 146 | 373 |
| Çeşit ve hasat | Kabuk lifi oranı (%) | Sap rengi |
|---|---|---|
| Ivory, tohum olgunluğu | 35,5 | Sarı |
| Carmaleonte, tam çiçeklenme | 31,1 | Sarı |
| Carmaleonte, tohum olgunluğu | 30,4 | Sarı |
| Futura 75, tam çiçeklenme | 29,3 | Yeşil |
| Futura 75, tohum olgunluğu | 28,6 | Yeşil |
| Fédora 17, tohum olgunluğu | 25,8 | Yeşil |
Bu çalışmayı alıntıla
Musio, S., Müssig, J., Amaducci, S. (2018). Optimizing Hemp Fiber Production for High Performance Composite Applications.
Frontiers in Plant Science 9: 1702. doi:10.3389/fpls.2018.01702
Sık sorulan sorular
Kenevir lifi yüksek performanslı kompozitte kullanılabilir mi?
Bu çalışmada taraklanmış uzun kenevir lifinden yapılan epoksi kompozitlerden geri hesaplanan lif özellikleri, aynı laboratuvarda ölçülen yüksek kaliteli uzun ketenle karşılaştırılabilir bulundu.
Hasat zamanı kenevir lifinin kalitesini etkiler mi?
Evet; bu çalışmada tam çiçeklenmede hasat edilen lifle yapılan kompozitlerin kopma dayanımı (155 MPa) tohum olgunluğunda hasat edilenlerden (146 MPa) yüksek çıktı.
Bu çalışmaya atıf yapan sayfalar
Aşağıdaki sayfalar bu araştırmaya atıf yapıyor.