Sürekli elyaf takviyeli termoplastik kompozitlerin sıcak haddeleme yöntemi ile üretimi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: İSMAİL YILDIRIM
Danışman: Bedri Onur Küçükyıldırım
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Polimer matrisli elyaf takviyeli kompozitler, sahip olduğu yüksek mekanik özellikleri, düşük ağırlıkları ve tasarım esnekliği gibi özellikleri nedeniyle endüstride yoğun miktarda kullanılmaktadır. İlk modern elyaf takviyeli kompozit uygulamalarında, termoset matris malzemeler kullanılmıştır. Ancak, termoset matrisli elyaf takviyeli kompozitlerin üretim süreçlerinin uzun olması ve geri dönüşüme uygun olmamaları, termoplastik matris malzemelere yönelimi artırmıştır. Termoplastik matrisli kompozitler, geri dönüştürülebilmekte ve geri dönüştürülmüş termoplastik malzemeler, matris malzeme olarak kullanılabilmektedir. Termoplastik matrisli elyaf takviyeli kompozitlerin, düşük proses çevrim süreleri, düşük maliyetleri ve daha çevreci olmaları endüstride kullanımını günden güne artırmaktadır. Kompozit üretiminde termoplastik matris malzemelerinin, yüksek eriyik vizkozitesi matrisin elyaf ıslatma performansını düşürmekte ayrıca üretim sırasında yapı içerisinde kalan gaz boşlukları mekanik özellikleri olumsuz yönde etkilemektedir. Termoplastik matrisli kompozitlerin sıcak haddeleme yöntemi ile üretilmesinde, hadde merdanesinin basınç oluşturacağı bölgede takviye-matris konsolide olurken haddelenmeyen bölgeden gaz çıkışı sağlanabilmektedir. Ayrıca, düz ve profil formda kompozit levhalar istenilen uzunlukta, düşük maliyetle ve yüksek hızlarda üretilebilmektedir. Bu tez çalışmasında, sürekli cam elyaf takviyeli geri dönüştürülmüş polipropilen matrisli kompozitlerin, sıcak haddeleme yöntemi ile üretimi, haddeleme prosesinde kullanılan parametrelerin optimizasyonu, elde edilen kompozit yapının mekanik özellikleri ve elyaf-matris arayüzey performansının incelenmesi amaçlanmaktadır. Kompozit yapının sıcak haddeleme prosesi ile üretiminde sıcaklık, haddeleme hızı ve soğutma parametrelerinin mekanik özellikleri üzerindeki etkiler incelenmiştir. Proses parametrelerinin mekanik özellikler üzerindeki etkisinin belirlenmesinde, Taguchi optimizasyon metodu kullanılmıştır. En optimum parametreler 230 °C proses sıcaklığı, 0.035 m/s haddeleme hızı ve 1 kere haddeleme olarak belirlenmiştir. 3 katman 300 g/m² ağırlığında düz dokuma cam elyaf kumaş ve ağırlıkça %55 geri dönüştürülmüş polipropilen içeren 2 mm kalınlığındaki levhaların ağırlığı 2260 g/m² ve ortalama çekme dayanımı 125 MPa olarak, 4 katman cam elyaf kumaş ve ağırlıkça %48 geri dönüştürülmüş polipropilen içeren 2 mm kalınlığındaki levhaların ağırlığı 2500 g/m² ve ortalama çekme dayanımı 154 MPa olarak elde edilmiştir. Elyaf oranı artışıyla görülen yaklaşık %10'luk ağırlık artışı, ortalama çekme dayanımı değerini %23 artırmıştır. Kırılma yüzeyleri incelendiğinde aynı kompozit levha kalınlığında 4 katman kumaş içeren numunelerde, 3 katman içerenlerden daha fazla miktarda elyaf kırılması ve elyaf yüzeylerine yapışmış matris malzeme gözlemlenmiştir.