Grafen ve naylon 6.6 nano elyaf katkılı yapıştırıcıların alüminyum-karbon elyaf takviyeli kompozit levhaların yapıştırma bağlantılarına farklı sıcaklık koşulları altında etkisi
Effect of graphene and nylon 6.6 nanofiber adhesion adhesive bonding joints of aluminum-carbon fiber reinforced composite plates under different temperature conditions
Yazar: MUHAMMET ALİ ŞENYURT
Danışman: PROF. DR. HAYRETTİN DÜZCÜKOĞLU ; YRD. DOÇ. DR. MÜRSEL EKREM
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, elektro-eğirme yöntemiyle naylon 6.6 (N6.6) nano elyaf ve N6.6 ağırlığınca % 1, % 3, ve % 5 Grafen Nano Partikül (GNP) takviye edilmiş N6.6 nano elyaflar üretilmiştir. Daha sonra Epoksi, N6.6 nano elyaf ve N6.6 ağırlığınca farklı oranlarda GNP takviye ederek üretilen N6.6 nano elyafla güçlendirilen yapıştırıcıların tek taraflı bindirmeli bağlantıları üretilmiştir. Yapıştırılan malzeme olarak Al 2024-T3 levha, diğer tarafta ise 5 katmanlı karbon elyaf takviyeli kompozit levhalar kullanılmıştır. Oluşturulan bağlantıların kayma dayanımlarına sırasıyla -20, 0, 23 (oda sıcaklığı), 50 ve 80 °C farklı sıcaklıkların etkisi incelenmiştir. Modifiyeli yapıştırıcıların mekanik özelliklerinin belirlenmesi için tek taraflı bindirmeli bağlantısı ASTM D1002-10 standardına uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Tek taraflı bindirmeli bağlantıların kayma şekil değiştirmeleri deneysel olarak ölçülmüştür ve sıcaklık değişimlerine göre etkileri karşılaştırılmıştır. N6.6 nano elyaf ve GNP ile takviye edilen N6.6 nano elyafların karakterizasyonu Fourier dönüşümlü infrared spektrometre (FT-IR), diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) ve taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ile incelenmiştir. Epoksi yapıştırıcının güçlendirilmesinde kullanılan GNP'lerin dağılımı ile N6.6 nano elyaf ve farklı oranlarda GNP takviyeli nano elyaf numunelerin kırılma yüzeylerin morfolojisi makroskobik görüntüler ve SEM analizleri ile görüntülenmiştir. Ayrıca kırılma yüzeylerinin hasar mekanizmaları ile kırılma tokluğuna etki eden faktörler araştırılmıştır.
Tek taraflı bindirmeli yapıştırma bağlantılarında N6.6 nano elyaf ve ağırlıkça sırasıyla % 1,% 3 ve % 5 oranlarında GNP takviyeli N6.6 nano elyafla güçlendirilmiş epoksi yapıştırıcıların -20, 0, 23, 50, 80 °C'deki sıcaklıklardaki kayma dayanımları önemli ölçüde artmıştır. Bunlar içerisinden ağırlıkça % 3 GNP katkılı N6.6 nano elyaf ile güçlendirilmiş epoksi ile yapıştırılan tek taraflı bindirmeli bağlantıların kayma mukavemeti en fazla artmıştır.

Abstract:
In this thesis study, nylon 6.6 (N6.6) nanofibers and N6.6 nano fibers reinforced with 1%, 3%, and 5% by weight graphene nanoparticles (GNP) were produced by electro-spinning method. Then unidirectional twisted connections of N6.6 nano fiber reinforced adhesives produced by reinforcing Epoxy, N6.6 nano fiber and GNP at different ratios of N6.6 weight were produced. Al 2024-T3 plate was used as the adhesive material and 5 layers of carbon fiber reinforced composite plates were used on the other side. The effects of different temperatures of -20, 0, 23 (room temperature), 50 and 80 ° C were investigated on the shear strength of the formed links, respectively. The single-sided clamping connection for the determination of the mechanical properties of the modified adhesives has been carried out in accordance with the standard ASTM D1002-10. Slip shape changes of single-sided fastening connections were experimentally measured and the effects of temperature changes were compared. Characterization of N6.6 nanofibers and GNP reinforced N6.6 nanofibers were investigated by Fourier transform infrared spectrometry (FT-IR), differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electron microscopy (SEM). The morphology of the fracture surfaces of N6.6 nano-fibers and GNP-reinforced nano-fiber specimens at different ratios were analyzed by macroscopic images and SEM analyzes of the distribution of GNPs used in strengthening the epoxy adhesive. In addition, fracture surfaces, damage mechanisms and factors affecting fracture toughness were investigated.
The shear strengths of N6.6 nano-fibers and N6.6 nano-fiber-reinforced epoxy adhesives with GNP-reinforced N6.6 nano-fibers at weights of 1%, 3% and 5% respectively at temperatures of -20, 0, 23, 50, 80 °C were significantly increased. Among them, the shear strength of the single-sided superimposed joints bonded with N6.6 nano-fiber reinforced epoxy with 3% by weight GNP is increased.