Polipropilen talk/kolemanit hibrit kompozit malzemelerin ısıl özelliklerinin deneysel tasarım yöntemi ile eniyilenmesi
yapay sinir ağı ile kestirimi / Optimization of thermal properties of polypropylene talc / colemanite hybrid composite materials by experimental design method / estimation with artificial neural networks
Yazar: BAŞAK YÜKSEK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞENOL ŞAHİN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Yapay sinir ağları = Artificial neural networks

Özet:
Bu çalışmada, nihai ürüne farklı özellikler kazandırmak üzere polipropilen homopolimer (PPH) malzemelerine katılacak olan mineral katkı/dolgu maddelerinin polipropilen (ve/veya hibrit kompozit) malzemelerin ısıl özelliklerine etkilerinin, farklı üretim, tasarım ve imalat parametreleriyle eniyilenmesi ve kestirimi araştırıldı.
Çalışmada farklı partikül büyüklüğüne veya şekline sahip talk (TC) ve öğütülmüş kolemanit (KOL) gibi iki temel tip mineral katkı/dolgu maddesi düşük akışkanlı (DPPH), orta akışkanlı (OPPH) ve yüksek akışkanlı (YPPH) üç temel tip polipropilen homopolimer (PPH) hammaddesi kullanıldı.
Çift vidalı ekstrüzyonda sabit üretim (ekstrüzyon) parametrelerinde üretilen granül haldeki kompozit hammaddelerinden, Taguchi metoduna uygun deney tasarım planına göre farklı imalat (180oC, 220oC ve 260oC meme sıcaklığı, 5 mm/s, 15 mm/s ve 25 mm/s enjeksiyın hızı ve 10oC, 30oC ve 50oC kalıp sıcaklığı) parametrelerinde ilgili standartlarda beliritilen çok amaçlı deney parçaları enjeksiyon kalıplama yöntemi ile imal edildi.
İmal edilen çok amaçlı deney parçalarından; ilgili standartlarda belirtilen ve makine ile işlenerek elde edilen ilgili deney numunelerine diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) analiz, dinamik mekanik analiz (DMA) ve Termogravimetrik analiz (TGA) yapıldı. DPPH, OPPH ve YPPH (ve hibrit kompozit) malzemelerin DSC (1. ve 2. çekim) analizinden erime başlangıç, pik (kristalin erime) ve erime bitiş sıcaklıkları, DMA 'inden depo, kayıp modülleri ve gerilme değerleri ve TGA'inden de kütle kayıp başlangıç, orta ve bitiş miktarları ve de kütle kayıp başlangıç, orta ve bitiş sıcaklıkları belirlendi.
Elde edilen tüm deneysel verilerin istatistisel analizleri yapıldı. Yapay sinir ağı yöntemiyle ısıl özelliklere ait modeler oluşturuldu. 
Çalışma sonunda, hem TC/KOL katkılı/dolgulu PPH hibrit kompozit malzemelerin ısıl performans özelliklerine, hibrit oranı etkisi ile bu etkilerin imalat parametrelerine bağlı değişimleri hem de TC/KOL katkılı/dolgulu PPH hibrit kompozit malzemelerin ısıl özelliklerine ait modelleri tespit edildi.

Abstract:
The optimization and prediction of some thermal recycling effects of polypropylene (and / or hybrid composite) of mineral additives / fillers that will be added to polypropylene homopolymer (PPH) materials to give different properties to the final product, with different production, design and manufacturing parameters, were investigated.
In the study, two basic types of mineral additives / fillers, such as talc (TC) and ground colemanite (KOL) with different particle size or shape, are low fluid (DPPH), medium fluid (OPPH) and high fluid (YPPH) three basic types of polypropylene homopolymer (PPH) raw material is toxic.
Different manufacturing (180⁰C, 220⁰C and 260⁰C nozzle temperature, 5 mm / s, 15 mm / s and 25 mm / s injection speed and 10⁰C from the granular composite raw materials in fixed production (extrusion) parameters in twin screw extrusion according to the experimental design plan in accordance with the Taguchi method., 30⁰C and 50⁰C mold temperature), the multipurpose parts specified in the relevant standards were manufactured by injection molding method.
From the multi-purpose test pieces manufactured; Differential scanning calorimetry (DSC) analysis, dynamic mechanical analysis (DMA) and Thermogravimetric analysis (TGA) were performed on the relevant test samples specified in the relevant standards and obtained by machining. From DSC (1st and 2nd draft) analysis of DPPH, OPPH and YPPH (and hybrid composite) materials, melting start, peak (crystalline melting) and melting end temperatures, storage from DMA, loss modules and stress values and mass from TGA. Loss beginning, middle and end, and the amount of mass loss onset, mid and end temperatures. All experimental statistical analyzes were performed. Thermally related models were created with the artificial neural network method.
At the end of the study, thermal performance of TC / KOL doped / filled PPH hybrid composite materials, the effect of hybrid ratio and the changes of these effects depending on manufacturing parameters, as well as thermally suitable models of TC / KOL doped / filled PPH hybrid composite materials were determined.