Sürekli E-Cam Fiber Takviyeli Termoplastik Matrisli Kompozitlerde

3. Ulusal Polimer Bilim ve Teknolojisi Kongresi ve Sergisi,
12 – 14 Mayıs 2010, Kocaeli Üniversitesi – Kocaeli
PS 145
Sürekli E-Cam Fiber Takviyeli Termoplastik Matrisli Kompozitlerde
Arayüzey Yapışmasının Mekanik Özelliklere Etkisi
Aylin Altınbaya, Mustafa Doğub, Zafer Gemicib, Ahmet Ünala
a. Yıldız Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalürji Fakültesi, Metalürji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü,
Davutpaşa-Esenler, İstanbul
b. Dizayn Grup Teknoloji Araştırma ve Geliştirme Ltd. Şti., Yıldız Teknik Üniversitesi Teknoparkı,
Davutpaşa-Esenler, İstanbul
[email protected]
Fiber takviyeli kompozit malzemede, fiberler malzeme üzerine gelen yükü taşıyarak
kompozitin dayanımını sağlamakta, matris ise fiberleri bir arada tutarak fiberleri çevresel etkilerden
korumakta ve fiberlere yükü dağıtmaktadır. Fiberlerle karşılaştırıldıklarında matrisler genellikle
düşük mekanik özelliklere sahip olsalar da, kompozitin pek çok mekanik özelliğini matris ve fibermatris arayüzey bağlantısı etkilemektedir. Arayüzey, polimer matrisin gerilmeleri takviyeye
taşımasını sağlamasından dolayı çok önemlidir. Kompozitin dayanımı, tokluğu, yorulma dayancı
ve ortalama ömrü özellikle arayüzeylerin kararlığına ve dayanımına duyarlıdır. Dolayısıyla, fiber
ve matris arasında yapışmanın yetersiz olması, her zaman düşük mekanik özelliklere sebep
olmaktadır.
Plastik kompozit uygulamalarının özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla yapılan yeni
uygulamalarda termoset matrislere göre yüksek kimyasal dayanım, yüksek gerinim, esneklik,
hafiflik, işlenebilirlik ve geri dönüşüme uygunluk gibi pek çok avantajlara sahip olan
termoplastikler kullanılmaya başlanmıştır. Ancak sürekli fiber takviyeli termoplastik kompozit
üretiminde yaşanan başlıca problem arayüzeyin oluşumunu sağlayacak yapışmanın yeterince
sağlanmasındaki güçlüklerdir.
Bu çalışmada polietilen ve polipropilen matris çeşitleri, sürekli E-camı fiberlerle
takviyelendirilerek kompozit malzeme elde edilmiş ve arayüzey sorununun çözümü için mevcut
yapıştırıcı alternatifleri ve bunların uygulanma yöntemleri denenerek mekanik özellikler üzerindeki
etkileri incelenmiştir.
Bu amaçla; polipropilen-cam elyaf uyumlaştırıcı olarak iki farklı üreticiye ait maleik
anhidrit aşılı polipropilenler, polietilen-cam elyaf uyumlaştırıcı olarak maleik anhidrit aşılı alçak
yoğunluklu polietilen ve etilen-akrilik ester-glisidil metakrilat terpolimerler denenmiştir.
Yapıştırıcıların uygulanmasında, matris malzemesiyle harmanlama ve matris ile takviye
arasına ayrı bir katman olarak uygulanma yöntemleri ele alınmış ve aradaki farklar özellikle sürekli
elyaf takviyeli kompozit levha üretimine yönelik olarak irdelenmiştir.
Çalışma sonucunda, uyumlaştırıcı kullanımıyla kompozit malzeme çekme mukavemeti
değerlerinde, uyumlaştırıcı kullanılmayan kompozitlere göre %100’e varan artışlar görülmüş ve
uyumlaştırıcının termoplastik matrisle harmanlanma veya ayrı katman olarak uygulanması
sonucunda yakın performans elde edildiği tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Termoplastik, E-camı, arayüzey, yapışma, mekanik özellikler.
230