Bazalt lifi takviyeli poli(Bütilen tereftalat) ve akrilonitril-bütadien-stiren kompozitlerin mekani̇k ve güç tutuşurluk özelliklerinin iyileştirilmesi
Improvement on the mechanical and flame retardant properties of basalt fiber reinforced poly(Butylene terephthalate) and acrylonitrile-butadiene-styrene composites
Yazar: ÇAĞRIALP ARSLAN
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET DOĞAN
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Tez çalışmasında, farklı silan bağlayıcı ajanlar ile modifiye edilmiş kısa bazalt lifi (BF) takviyeli poli(bütilen tereftalat) (PBT) ve akrilonitril-bütadien-stiren (ABS) kompozitlerin mekanik ve güç tutuşurluk (FR) özellikleri kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Çalışmada ilk olarak, kompozitlerde en iyi lif-matriks arayüz özelliklerini sağlayan silan bağlayıcı ajan ve optimum mekanik özellikleri sağlayan BF miktarı ve uzunluğu formülasyonları seçilmiş, daha sonra bu kompozisyonlar üzerinden farklı tipte ve miktarlarda fosfor esaslı güç tutuşur malzemeler kullanılarak, FR özellikleri iyileştirilmeye çalışılmıştır. PBT esaslı kompozitlerde, mekanik özellikler bakımından optimum sonucu veren 6 mm uzunluğunda ağırlıkça % 20 oranında, (3-Aminopropil) üçetoksisilan (AP) modifiyeli BF içerikli kompozit olmuştur. Bu formülasyon üzerinden yapılan FR çalışmasında ise mikroenkapsüle kırmızı fosfor (mRP) eklentisi ile anlamlı iyileşmeler elde edilmişken, en çok iyileşme ağırlıkça % 20 mRP konsantrasyonunda görülmüştür. ABS esaslı kompozitlerde, lif uzunluğu etkisi çalışılmamışken, mekanik özellikler bakımından optimum sonucu veren ağırlıkça % 20 oranında, AP silan modifiyeli BF içerikli kompozit olmuştur. Bu formülasyon üzerinden yapılan FR çalışmasında ise, farklı FR test sonuçları göz önüne alındığında, ağırlıkça % 15'lik alüminyum dietil fosfinat (AlPi) kullanımı ile güç tutuşurluk özelliklerinde optimum sonuçlar elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, the mechanical and flame retardant (FR) properties of the chopped basalt fiber (BF) modified with different type of silane coupling agents reinforced poly(butylene terephthalate) (PBT) and acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) composites were comprehensively investigated. Firstly, the most effective composite formulations of silane coupling agent on the fiber-matrix interfacial properties, BF ratio and length, which provides the optimum mechanical properties were selected. Then, FR properties of these compositions were proposed to improve using the phosphorus based FRs in different types and concentrations. In the PBT composites, (3-Aminopropyl) triethoxysilane (AP) modified BF in concentration of 20 wt% with the length of 6 mm was selected as optimum composition in terms of mechanical properties. In FR studies with this composite formulation, considerable improvements were achieved with the incorporation of microencapsulated red phosphorus (mRP) while the highest improvement was observed with the mRP concentration of 20 wt%. In the ABS composites, while the effect of fiber length was not investigated, the AP silane modified BF with the concentration of 20 wt% was selected as optimum composition in terms of mechanical properties. In FR studies with this composite formulation, optimum results were obtained with the addition of aluminum diethyl phosphinate (AlPi) of 15 wt% in FR properties.