Termoplastik dokuma prepreg geliştirilmesi ve özelliklerinin incelenmesi
Development of thermoplastic woven prepreg and investigation of its properties
Yazar: BETÜL ULUPINAR
Danışman: PROF. DR. İSMAİL USTA ; DR. ÖĞR. ÜYESİ NERGİS DEMİREL GÜLTEKİN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Tekstil Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering
Dizin: Cam elyaf kompozitler = Glass fiber composites ; Lifli kompozitler = Fiber composites ; Polimer kompozitler = Polymer composites

Özet:
Dünyada ve ülkemizde tekstil takviyeli polimer matrisli kompozit malzemelerin 
kullanımı yaygınlaşmaktadır. Tekstil takviyeli polimer matrisli kompozit yapılarda tekstil 
lifleri ve polimer malzeme kullanılmaktadır. Takviye edilen lifin mukavemet sağlaması 
için matrisin lifi çevrelemesi gerekir. Bu duruma ıslanma denir. Matris ve lif arasında 
ıslatma için bir sınır bulunmaktadır. Bu sınıra kadar lif oranı arttıkça mukavemet artar. 
Lifler; tek yönlü, dokuma, açılı (kolon) dokuma, dokunmamış yüzey geometrilerinde 
oluşturulmaktadır. Dokuma kumaşlarda liflerin matris tarafından ıslanması bağlantılar 
sebebiyle zor olmaktadır. Kullanılan lifler kompozit yapıda yönlenmenin belirlenmesini 
sağlamaktadır. Kompozit malzemelerde yönlenme yapının mekanik ve fiziksel 
özelliklerini doğrudan etkilemektedir. Takviye etkisi yüksek olan dokuma kumaşlar 
yönlenmiş durumdadır. Lifler; düşük yoğunluk, yüksek elastisite modülü, sertliğe ve 
yüksek kimyasal korozyon direncine sahiptir. 
Kompozit yapılarda matris bileşeni sürekli yapı karakterine sahiptir. Matris fazı kompozit 
yapının takviye bileşeninin bütünlüğünü koruyarak son şeklini almasını sağlamaktadır. 
Matris, kompozit yapıda sünek ve sertliği daha az olan bileşendir. Kompozit 
malzemelerde matris bileşeni yapıya maruz bırakılan yükün takviye bileşenine, takviye 
bileşenleri arası aktarımı ve homojen dağılım imkânı sunar. Matris bileşeni, takviye 
bileşeninden daha düşük mukavemet değerlerine sahiptir.
Tez çalışmasında tasarım kolaylığı, yüksek rijitlik, yüksek mukavemet, korozyon direnci 
v.b. özelliklerinden dolayı takviye olarak cam elyaf kullanılmıştır. Matris malzeme olarak 
tekrar şekil verilebilirlik, tamir edilebilirlik ve yüksek kırılma tokluğu sebebiyle 
termoplastik matris kullanılmıştır.
Geleneksel dokuma prepreglerde yaşanan reçine birikmesi ve impregrasyon sorunlarına 
çözüm oluşturmak için slit tape UD prepreglerden termoplastik dokuma prepregler
geliştirilmiştir. Eş yönlü/sürekli(UD) prepreglerler dokuma işlemine uygun genişliklerde 
dilme işlemi gerçekleştirilmiştir. Kompozit prepreg dokuma sistemine uygun dokuma 
x
makinasında 16 mm ve 20 mm bant genişlikleri, 2/2 dimi ve 4/1 saten desenlerde kumaş 
üretimi gerçekleştirilmiştir. Bant genişliklerine uygun dokuma makinasında cağlık, çözgü 
levendi, gücü teli, tarak ve atkı atma mekanizmasında revizyon yapılmıştır. Referans 
olarak dokuma prepreglerin geleneksel üretim yöntemi olan tekstil dokuma kumaş bazlı 
prepreg (organosheet) üretim yöntemi kullanılmıştır. Bu kapsamda takviye malzeme 
olarak ticari dokuma kumaş, matris malzeme olarak polimer film alınıp laminasyon 
hattında film kaplama prosesi ile prepreg üretimi yapılmıştır. Tekstil bazlı geleneksel 
dokuma prepregler ve şerit prepregden dokunmuş prepreglere çekme, eğme, darbe ve 
tabakalar arası kayma testler uygulanarak performans karşılaştırılması yapılmıştır. Elde 
edilen sonuçlara göre 20 mm bant genişliğinde saten dokumaların performansının daha 
iyi olduğu istatistiksel analizlere göre tespit edilmiştir.

Abstract:
The use of textile-reinforced polymer matrix composite materials is becoming widespread 
in the world and our country. Textile fibers and polymer materials are used in textilereinforced polymer matrix composite structures. For the reinforced fiber to provide 
strength, the matrix must surround the fiber. This condition is called wetting. There is a 
boundary for wetting between the matrix and the fiber. Up to this limit, the strength 
increases as the fiber ratio increases. Fibers can be formed in unidirectional, woven, 
woven at different angles, continuous fiber, and nonwoven surface geometries. Wetting 
the fibers by the matrix in woven fabrics is difficult due to the connections. The fibers are 
used to determine the orientation of the composite structure. Orientation in composite 
materials directly affects the mechanical and physical properties of the structure. Woven 
fabrics with a high reinforcing effect are oriented. Fibers have low density, high modulus 
of elasticity, hardness, and high chemical corrosion resistance. 
In composite structures, the matrix component has the character of a continuous structure. 
The matrix phase ensures that the composite structure takes its final shape by preserving 
the integrity of the reinforcement component. It is a ductile and less rigid component in a 
matrix composite structure. In composite materials, the matrix component provides the 
transfer and homogeneous distribution of the load exposed to the structure to the 
reinforcement component, between the reinforcement components. The matrix 
component has lower strength values than the reinforcement component. 
In the thesis study, ease of design, high rigidity, high strength, corrosion resistance, etc. 
Due to its properties, glass fiber will be used as reinforcement. Thermoplastic matrices 
will be used as matrix material due to their re-formability, repairability, and high fracture 
toughness. 
It is aimed to develop thermoplastic woven prepregs from slit tape UD prepregs to solve 
the resin accumulation and impregnation problems experienced in traditional woven 
prepregs. Slitting will be carried out in widths suitable for the weaving process of co-
xii
directional/continuous (UD) prepregs. The fabric was produced in 16 mm and 20 mm 
band widths, 2/2 twill, and 4/1 satin patterns on the weaving machine suitable for the 
composite prepreg weaving system. The creeper, warp beam, strength wire, reed, and 
weft insertion mechanism will be designed in the weaving machine suitable for the belt 
widths. Textile woven fabric-based prepreg (organosheet) production method, the 
traditional production method of woven prepregs, will be used as a reference. In this 
context, commercially woven fabric as reinforcement material and polymer film as matrix 
material will be taken and prepreg produced by film coating process in the lamination 
line. Performance comparisons were made between textile-based traditional woven 
prepregs and strip prepreg-woven prepregs by applying tensile, bending, impact, and 
interlayer shear tests. According to the results obtained, it was determined according to 
statistical analysis that the performance of satin weaves with a bandwidth of 20 mm was 
better.