Polyamid 6 ve polipropilen matrisli kompozitlerin tribolojik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of tribological properties of polyamide 6 and polypropylene matrix composites
Yazar: İMRAN SEYHAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SONER SAVAŞ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Polimerik malzemeler, yüksek mukavemet/ağırlık oranı ve özgül elastisite modülüne sahiptirler ve kolay şekillendirilebilirler. Bu özelliklerden dolayı diğer malzemelere kullanım yerine göre üstün durumuna geçebilmektedirler. Polimerlerin mekanik ve tribolojik özellikleri genelde takviye edici veya yağlayıcı organik/inorganik dolgu maddeleri ilave edilerek geliştirilir. Montmorillonit kili ve titanyum dioksit (TiO2) de polimer matrisli kompozitler için en etkili katkı maddelerindendir.
Tez çalışmasında Polyamid (PA6)/ kil-TiO2 ve Polipropilen (PP)/ kil-TiO2 kompozit peletleri çift vidalı ekstrüder kullanılarak, ergiyik harmanlama metodu ile üretilmiş, daha sonra aşınma testleri yapabilmek için kalıplanmıştır. PA6/kil-TiO2 kompozitlerine, Taber abrazif aşınma tez cihazı pin-on-disk testi şekline adapte edilerek aşınma testi uygulanmıştır. Takviye fazı, takviye fazı % bileşimi ve aşındırma kuvveti parametrelerinin etkileri 23 tam eşlendirmeli deney tasarımı yöntemi ile araştırılmıştır. Kompozit aşınma yüzeylerinin optik mikroskop görüntüleri incelenerek aşınma mekanizmaları yorumlanmıştır.
PP/kil-TiO2 bazlı kompozitler için ise deneyler, kuru kayma şartlarında ball on disk aşınma cihazı kullanılarak gerçekleştrilmiştir. Kompozitlerin aşınma direncini etkileyen önemli faktörlerin taranması için 24 tam eşlendirmeli deney tasarımı yapılmıştır. Takviye malzemesinin türü, takviye faz oranı, normal yük ve aşınma hızı kompozitleri karakterize etmek için seçilmiş parametrelerdir.

Anahtar Kelimeler: Polimer kompozitler, polyamid 6, polipropilen, titanyum dioksit,  aşınma.

Abstract:
The polymeric materials have a high modulus-to-weight ratio and a specific modulus of elasticity and they are easily shaped. They are superior to other materials because of these properties. The mechanical and tribological properties of the polymers are generally enhanced by the addition of reinforcing or lubricating organic / inorganic fillers. Montmorillonite clay and titanium dioxide (TiO2) are also the most effective additives for polymer matrix composites. 
In this study, composite pellets of Polyamide (PA6)/clay TiO2 and Polypropylene (PP) / clay-TiO2 were produced by melt blending method using double screw extruder and then molded to make wear tests. PA6/clay-TiO2 composites were subjected to abrasion test with Taber abrasive wear tester. Taber abrasive wear test device was applied to the pin-on-disc. The effects of reinforcement phase % composition and abrasion strength parameters were investigated by 23 full-factorial experimental design methods, modified in accordance with the requirements of the desired experiment. Composite abrasion surfaces were examined by optical microscope images and the wear mechanisms were interpreted.
For PP/clay-TiO2 based composites, a systematic study of the friction and wear behavior of the composites was carried out using a custom-built ball-on-disc tribometer under dry sliding conditions. A 24 full-factorial experimental design was conducted to screen the significant factors influencing the wear resistance of the composites. Four factors, involving in the reinforcement type, reinforcement content, normal load, and sliding speed, were selected to characterize the composite.

Keywords: Polymer composite,  polyamide 6, polypropylene, tribology,  wear