Kil takviyeli polimer kompozit malzeme üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu tez çalışmasında, kolemanit katkılı polimer kompozit malzeme üretimi ve bu malzemenin kullanılabilirliği ve karakterizasyonu incelenmiştir. Matris malzeme olarak bir mühendislik plastiği olan poliamid 6 ve kolemanit ve matris malzemenin birleşiminde bağlayıcı ajan olarak Coace W1 kullanılmıştır. Hassas terazide belirlenen oranlarda (katkısız, %5, %15, %25, %35, %45) matris malzeme, bağlayıcı ajan ve katkı malzemesi tartılarak mikser cihazında karıştırılmıştır. Karıştırma işleminden sonra laboratuvar tipi öğütücüde öğütülen polimer kompozit numune karışımları, mini enjeksiyon kalıplama cihazında çekme testi numunesi dog-bone olarak da adlandırılan şekilde basılarak son halini almıştır. Bu çalışmada elde edilen veriler ışığında üretilen numunelerin Sertlik testi, Çekme testi, DSC (Diferansiyel Taramalı Kalorimetre) ve SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) ve EDS (Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi) analizleri yapılarak sonuçları incelenmiştir. Genel olarak DSC sonuçları incelendiğinde, bağlayıcı ilavesiz numunelerde kolemanit katkı oranı arttıkça polimer kompozit numunelerin erime sıcaklığının arttığı ancak önemli bir artış olmadığı gözlemlenmiştir. Bağlayıcı ajan katkılı numunelerde ise aynı şekilde bir miktar artış gözlemlenmiştir ancak kayda değer bir değişim olmamıştır. Sertlik testi sonuçları incelediğinde, genel itibari ile kolemanit miktarı arttıkça sertlik oranının da doğru orantılı olarak arttığı görülmüştür. W1 bağlayıcı ajan (Coace W1) ilaveli numunelerde ise sertlik oranının bağlayıcı ajan katkısız numunelere oranla düştüğü gözlemlenmiştir. En büyük sertlik değeri 84,09 olarak %45 oranlı kolemanit katkılı, bağlayıcı ajan ilavesiz polimer kompozit numunede ölçülmüştür. En küçük sertlik değerini ise 63,81 olarak kolemanit ve ajan katkısız referans numunesi vermiştir. Çekme testi sonuçlarına bakıldığında bağlayıcı ajan katkısız polimer kompozit numunelerde kolemanit miktarı arttıkça uzama miktarının azaldığı gözlemlenmiştir. Bağlayıcı ajan katkılı numunelerde ise artan bağlayıcı oranına rağmen kolemanit miktarı arttıkça uzama miktarının azaldığı görülmüştür.

In this thesis, the production of colemanite added polymer composite material and its usability and characterization were investigated. Polyamide 6, an engineering plastic, was used as matrix material, colemanite as additive and Coace W1 as binding agent. Colemanite was mixed in the mixer device by adding 3% and 5% binder intopolyamide 6 in five different ratios, 5%, 15, 25, 35 and 45. After mixing, test samples were produced from the composite sample mixtures, which were ground in a laboratory grinder and brought to the form of granules, using a mini injection molding device. Hardness, tensile and differential scanning calorimetry (DSC) tests of the produced samples were performed and microstructures were examined under scanningelectron microscope (SEM). As a result of SEM images, it was seen that a homogeneous distribution was obtained and bond formation was achieved between colemanite and polyamide 6. DSC results showed that as the colemanite ratio in the composite samples increased, the melting temperature of the samples increased, but the amount of increase remained at a very low level. It was determined that the hardness values of the composite samples increased in direct proportion to the amount of colemanite. As a result of the tensile tests, it was determined that as the amount of colemanite increased, the amount of elongation decreased and a brittle structure was formed with the increase of the amount of colemanite. Keywords: Boron, Colemanite, Polyamide 6, Composite, Polymer Matrix