Sürekli cam fibertakviyeli polipropilen kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Kimyasal ve/veya fiziksel özellikleri açısından birbirinden farklı iki veya daha fazla malzemenin aralarında ara yüzey oluşturarak, kimyasal bağ yapmaksızın meydana getirdikleri yeni malzeme grubuna kompozit malzemeler denir. Kompozitlerin en önemli avantajı kompozit malzemenin özelliklerinin, kendisini oluşturan diğer bileşenlerden üstün olmasıdır. Oluşturulan kompozit malzemelerin dayanım değerleri, kompoziti oluşturan bileşenlerin dayanım değerleri arasında kalmaktadır. Kompozit malzemeler matrislerine göre plastik, metal ve seramik matrisli olarak gruplanmakta olup, dünya üzerindeki kompozit kullanımının %80'ini plastik matrisli kompozitler oluşturmaktadır. Plastik kompozit günümüz uygulamalarında termoset plastiktler tercih edilmektedir. Bunun nedeni termosetlerin fiber malzemelerine yapışmasının kolaylıkla gerçekleşmesi, dolayısıyla fiber-matris ara yüzey bağlantısının kuvvetli olmasının sağlanmasıdır. Ancak son zamanlarda hafif konstrüksüyon uygulamalarını arttırmaya doğru bir yönelme söz konusu olduğundan, termoplastik matrisli kompozitlerin kullanım fikri yaygınlaşmıştır. Bunun başlıca sebebi olarak termoplastiklerin daha düşük yoğunluğa, daha yüksek kimyasal dayanıma, yüksek gerinime sahip olması ve daha hafif, daha esnek ve geri dönüşebilir olması gibi avantajları gösterilebilir. Ancak bunlarda yaşanan başlıca problem ara yüzey oluşumunu gerçekleştirecek yapışmanın sağlanamamasıdır. Bu çalışmada termoplastik grubu bir polimer olan polipropilen (PP), bükümlü sürekli E-camı fiber ile takviyelendirilerek üretilmiştir. Matris olarak iki farklı tür polipropilen kullanılarak optimum sonuç veren polimer türünde, PP kompozitlerde ortaya çıkan yapışma sorununu çözmek için iki farklı üretici firmaya ait yapıştırıcı alternatifleri, farklı oranlarda, PP ile harmanlanarak üretimler gerçekleştirilmiştir. Üretilen kompozitlerin mekanik ve fiziksel karakterizasyonları yapılmıştır. Mekanik karakterizasyon için kompozitler çekme testine tabi tutulmuş ve dayanım değerleri saptanarak kopma şekilleri gözlenmiştir. Fiziksel karakterizasyonda ise önce fiber hacim oranının etkisini saptayabilmek için numuneler kalsinasyon testine tabi tutulmuştur. Çalışma sonucunda yapıştırıcı tatbikinin kompozitin dayanımını, yapıştırıcısız kompozite göre %80-85 arttırdığı saptanmıştır ve bu yapıştırıcı etkisi stereo mikroskobu fotoğraflarında da görülmüştür. Ancak ıslatma problemine bağlı olarak belirli bir fiber hacim oranından sonra mekanik özelliklerin düştüğü gözlenmiştir.