Doğal elyaf takviyeli termoplastik kompozitlerin mekanik özelliklerinin araştırılması
Investing of mechanical properties of natural fiber reinforced thermoplastic composites
Yazar: SAMET SANBUR
Danışman: PROF. DR. ÇİÇEK ÖZES
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Poliamid = Polyamide ; Polipropilen = Polypropylene

Özet:
Kompozit malzemeler, yüksek mukavemet / ağırlık oranları nedeniyle otomotiv, havacılık, inşaat mühendisliği yapıları gibi çok çeşitli mühendislik uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Kompozitler genellikle mekanik performansı sağlayan takviye elemanı ve bunları bağlayıcı görev yapan matris olmak üzere en az iki materyalden oluşur. Üretiminde sağladıkları yüksek mukavemet nedeni ile genellikle cam, karbon gibi sentetik lifler takviye malzemesi olarak tercih edilmesine rağmen, son yıllarda çevreye duyarlılık ve geri dönüşüm açısından doğal lif takviyeli kompozitlerin kullanımı özellikle otomotiv sektöründe artmıştır.
Bu çalışmada sıcak presleme yöntemi ile üretilen doğal elyaf takviyeli termoplastik kompozitlerin mekanik özellikleri araştırılmıştır. Takviye elemanları olarak dokuma jüt ve keten kumaşları kullanılırken, matris elemanı olarak poliamid, polietilen film ve dokusuz polipropilen kumaşlar seçilmiştir.
Yüzey özelliklerini iyileştirmek amacı ile jüt ve keten kumaşlara alkali işlem uygulanmıştır. Poliamidin matris olarak kullanıldığı ilk denemede poliamidin nem tutan yapısı nedeniyle başarılı bir üretim elde edilememiştir. Matris malzemesi olarak yüksek yoğunluklu polietilen film ve dokusuz polipropilenin seçildiği ikinci denemede üretim başarılı olarak gerçekleştirilmiştir. Üretilen doğal elyaf takviyeli kompozite ait mekanik özellikleri çekme, üç nokta eğme ve darbe testleri ile değerlendirilmiştir.

Abstract:
Composite materials are widely used in a wide variety of engineering applications, such as automotive, aerospace, and civil engineering structures due to their high strength / weight ratios. Composites generally consist of at least two materials, the reinforcing element that provides mechanical performance and the matrix that serve as binding. Although synthetic fibers such as glass and carbon are generally preferred as reinforcement materials due to the high strength they provide in their production, the use of natural fiber reinforced composites has increased especially in the automotive sector in terms of environmental sensitivity and recycling.
In this study, the mechanical properties of natural fiber reinforced thermoplastic composites produced by hot pressing method were investigated. While woven jute and linen fabrics are used as reinforcement elements, polyamide, polyethylene film and non-woven polypropylene fabrics are chosen as matrix elements.
Alkali treatment was applied to jute and linen fabrics in order to improve the surface properties. In the first attempt in which polyamide was used as a matrix, a successful production was not achieved due to the moisture-retaining structure of the polyamide. In the second trial, in which high density polyethylene film and non-woven polypropylene were chosen as the matrix material, the production was successful. The mechanical properties of the produced natural fiber reinforced composite were evaluated by tensile, three-point bending and impact tests.