Araç NVH performansının iyileştirilmesi için kompozit malzemelerin üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Fabrication of composite materials for improving vehicle NVH performance and investigation of properties
Yazar: BİLGE ÖZTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. DERYA ÜNLÜ
Bursa Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adaptif gürültü azaltma sistemi = Adaptive noise cancellation system ; Doğal titreşim = Natural vibration ; Mekanik titreşim = Mechanical vibration ; Motor gürültüsü = Motor noise ; Polimer kompozitler = Polymer composites

Özet:
Bu yüksek lisans tezinde, keçe ve tela malzemelerinin ses özelliklerini iyileştirmek amacıyla, aralarına eklenen polimer katmanlarla kompozit keçeler üretilmiştir. Çalışmada, Formfleks Otomotiv Yan Sanayi ve Ticaret A.Ş tarafından sağlanan özel formüllü keçe ve tela malzemeleri kullanılmıştır. Ara katman olarak seçilen polimerler arasında PVA, Kitosan, Hidroksietil selüloz, Karboksimetil selüloz ve Polieterimid yer almıştır. Ayrıca, magnezyum hidroksit, alüminyum oksit, barit, EVA kırma ve EPDM gibi yardımcı kimyasallar kullanılmıştır. Çalışmanın birinci aşamasında, ana polimer malzemelerinden oluşan kompozit keçeler 180 °C, 1 dakika ve 15 bar koşullarında formlanmıştır. Formlanabilirlik testleri sonucunda, %100 Karboksimetil Selüloz ve %100 Polieterimid polimerlerinin formlanamadığı gözlemlenmiştir. Diğer polimerlerin formlanabilirlikleri olumlu sonuçlar vermiştir. İkinci aşamada, oluşturulan kompozit keçelerin kalınlıkları ölçülmüştür. Ölçüm sonucunda keçe kalınlıklarının eşit olduğu görülmüştür.  Kalınlıkların eşitliği, ses enerjisinin kaybını en aza indirmek açısından önemlidir. Üçüncü aşamada, ses testleri empedans tüpü kullanılarak gerçekleştirilmiş ve yüksek frekansta (2000-6000 Hz) ses absorbsiyonu değerlendirilmiştir. PVA polimerinin ses absorbsiyonunda negatif etkileri olduğu ve bariyer işlevi görmediği gözlemlenmiştir. Ancak, %0,5 alüminyum oksit katkılı PVA kompozit keçesi, en yüksek ses absorbsiyon sonucunu vermiştir. Bununla birlikte, %95 PVA ve %0,5 EPDM ile yapılan kompozit keçeler düşük ses absorbsiyonu değerleri sergilemiştir. Transmission loss (iletim kaybı) testleri, rijit yapılı malzemelerin daha iyi sonuçlar verdiğini göstermiştir. En iyi sonucu, %95 PVA ve %0,5 katkılı kırma kompozit keçe sağlamıştır. Kitosan ve Hidroksietil Selüloz kompozit keçelerinde, alüminyum oksidin poroziteyi artırarak ses absorbsiyonunu iyileştirdiği belirlenmiştir. Son olarak, alüminyum oksit oranının düşürülmesi ile en yüksek ses absorbsiyonu değeri elde edilmiştir. Odor ve Glow Wire testleri, otomotiv sektörü için önem arz eden güvenlik ve koku özelliklerini değerlendirmek amacıyla yapılmıştır. Odor testi, tüm numunelerin fark edilir, itiraz edilemez olduğunu göstermiştir. Glow Wire testi sonucunda, kompozit keçelerin otomotiv standartlarına uygun olduğu güvenlik ve kalite standartarını karşılama potansiyelinin olduğu doğrulanmıştır. Bu çalışma, farklı polimer ve katkı malzemelerinin ses yalıtımına sahip olma özellikleri ayrıntılı ve kapsamlı ve sistematik bir şekilde ortaya koymayı amaçlamaktadır.

Abstract:
In this master's thesis, composite felts were produced by incorporating polymer layers between felt and interfacing materials to enhance their acoustic properties. The study utilized specially formulated felt and interfacing materials provided by Formfleks Otomotiv Yan Sanayi ve Ticaret A.Ş. The polymers selected as intermediate layers included PVA, Chitosan, Hydroxyethyl Cellulose, Carboxymethyl Cellulose, and Polieterimid. Additionally, auxiliary chemicals such as magnesium hydroxide, aluminum oxide, barite, EVA grind, and EPDM were used. The selection of these materials was informed by NVH (Noise, Vibration, and Harshness) literature and presented as a research paper.In the first phase of the study, composite felts made from the main polymer materials were formed under conditions of 180 °C, 1 minute, and 15 bar. Formability tests revealed that 100% Carboxymethyl Cellulose and 100% Polieterimidpolymers could not be formed. The formability of the other polymers yielded positive results. In the second phase, the thicknesses of the produced composite felts were measured, As a result of the measurement, it was observed that the felt thicknesses were equal, as uniform thickness is crucial for minimizing sound energy loss.In the third phase, sound tests were conducted using an impedance tube to evaluate sound absorpsiyon at high frequencies (2000-6000 Hz). It was observed that PVA polymer negatively affected sound absorpsiyon and did not function as a barrier. However, the PVA composite felt with 0.5% aluminum oxide additive achieved the highest sound absorpsiyon result. In contrast, composite felts made with 95% PVA and 0.5% EPDM exhibited lower sound absorpsiyon values.Transmission loss tests showed that rigid materials provided better results. The best performance was achieved by the composite felt with 95% PVA and 0.5% grind additives. In the composite felts made with Chitosan and Hydroxyethyl Cellulose, it was determined that aluminum oxide improved sound absorpsiyon by increasing porosity. Finally, the highest sound absorpsiyon value was obtained by reducing the aluminum oxide content.Odor and Glow Wire tests were conducted to evaluate the safety and odor properties, which are important for the automotive industry. The odor test indicated that all samples had noticeable, objectionable odors. As a result of the Glow Wire test, it was confirmed that the composite felts meet automotive standards and have the potential to fulfill safety and quality standards. This study aims to present the sound insulation properties of different polymers and additives in a detailed, comprehensive.