Kalsit dolgulu polipropilen kompozitlerde sıcaklığın yaşlanma özelliklerine etkisi
Effects of temperature on the aging properties of calcite filled polypropylene composites
Yazar: ALİ UÇAR
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA ÖKSÜZ
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Plastik kompozitler = Plastic composites ; Polipropilen = Polypropylene

Özet:
Bu çalışmada; kalsit dolgulu polipropilen kompozitlerde sıcaklığın yaşlanma özelliklerine etkisi araştırılmıştır.Polipropilen birçok üretim metoduna uygun olması, birçok özel çeşit oluşturabilme imkânı, düşük yoğunluk, düşük fiyat avantajları nedeniyle endüstride en çok kullanılan malzemelerden biridir. Ancak, polipropilen homopolimerinin düşük sıcaklıklarda mekanik özellikleri ve özellikle de darbe mukavemeti düşüktür, ya da istenilen özellikleri karşılayamaz. Bu nedenle, genel olarak performans ve fiyat özelliklerinin yanı sıra düşük sıcaklıklılardaki darbe dayanımını da yükseltebilmek için etilen-propilen kopolimerler katkı olarak kullanılır.Bu çalışmada matris olarak homopolimer polipropilen kullanılmıştır. Dolgu maddesi olarak %40 oranında kalsit kullanılmıştır. Homopolimer oranı %60, kalsit oranı %40 olmak üzere ve homopolimer oranı %55, kopolimer oranı %5, kalsit oranı %40 olmak üzere 2 farklı karışım hazırlanmıştır. Bu karışımlar hazırlanırken polipropilen ve kalsit ekstruderde dozajlanarak granül halinde üretilmiştir. Granül halindeki karışımların MFI, kül ve yoğunluk testleri yapılmıştır. Hazırlanan karışımlar enjeksiyon kalıplama yöntemiyle standart numuneler halinde basılmıştır.Numuneler 10°C, 23°C ve 40°C olmak üzere 3 farklı sıcaklıkta 0?72 saat aralığında yaşlanmaya bırakılmıştır. Etüvden alınan numunelere çekme, darbe ve sertlik testleri uygulanmıştır.Yapılan deneyler sonucunda 2 farklı karışımında elastik modülünün ve gerilme kuvvetinin 0'dan 72 saate doğru ilerledikçe arttığı görülmüştür. 40 °C'de yaşlanan numunelerde artma hızı çok yavaş iken 10 °C'de yaşlanan numunelerin elastik modüllerinde hızlı bir artış görülmüştür.23°C ve 10°C'de yaşlanan numunelerin % uzama miktarındaki azalma 40°C'de yaşlanan numunelere göre daha fazla olmuştur. 10°C'de yaşlanan numuneler düşük sıcaklığın etkisiyle % 6 uzama oranından % 2 uzama oranlarına gerilemiştir.10°C'de yaşlanan numunelerin darbe mukavemeti 72 saat sonrasında 3,15 kj/m² seviyelerinde iken 40°'de yaşlanan numunelerin değeri 3,81 kj/m² olarak ölçülmüştür.10°C'de yaşlanan numunelerin sertlik değeri 72 saat sonrasında ortalama 80 shore D iken diğer sıcaklıklarda yaşlanan numunelerde bu değer yaklaşık 70 shore D olarak ölçülmüştür.Bu çalışma sonucunda, düşük sıcaklıkta yaşlanma sonucunda mekanik özellikler iyileşmiştir.

Abstract:
In this study, effect of temperature is searched on the aging properties ofcalsite filled polypropylene composites.Polypropylene is one of the most used material in industry because of the lowerprice, lower density, possibility of producing various materials, suitability for manyproduction methods. But, polypropylene homopolymer?s mechanical properties,especially impact strength is low or not adequate in the lower temparatures. For thisreason, generally ethylene-propylene copolymers are used as additives to enhanceperformance and price properties, to raise up the impact strength in the lowertemperatures.In this study, homopolymer polypropylene is used as matrix. 40% calcite isused as filling. Two different blends are prepared. In the first blends homopolymerratio is 60 %, calsite ratio is 40% and in the second one, homopolymer ratio is 55%,copolymer ratio is 5%, calsite ratio is 40%.While preparing the blends, polypropylene and calsite are dosaged in theextruder and produced in granulous form. MFI, ash and density of granulous blendstests are run. Standart samples of different blends are prepared by injectionmoulding method.The samples are put into aging at 3 different temperatures, 10 °C, 23 °C and 40°C, between 0-72 hours duration. Tensile, impact and tougness tests are run on thesamples taken out of driying oven.As the result of the tests, it?s observed that in 2 blends, elastic modulus andtensile strength increased from 0 to 72 hours. Raising speed is too slow for theviiisamples aging at 40 °C while the elastic modulus of the samples in 10 °C rapidlyraising.The reduction of the elongation amount of the samples in 23 °C and 10 °C ismore than the samples aging at 40 °C. The elongation ratio of the samples aging at10 °C is decreased from 6% to 2% because of the effect of low temperature.The impact strength level of the samples aging at 10 °C are 3,15 kj/m² after72 hours while the value of the samples aged at 40 °C is measured as 3,81 kj/m².The toughness value of the samples aging at 10 °C are 80 shore D after 72hours while these values are measured as approximately 70 shore D in the samplesaging at 40 °C.As a result of the this research, the mechanical properties are improved on thelow temperature againg.