Poliamid malzemenin mekanik yüzey gerilimini değiştirerek boya tutuculuğunun artırılması
Improving the paintability holding by changeing the mechanical surface tension of the polyamide material
Yazar: HÜSEYİN ATAKAN AYTAŞ
Danışman: PROF. DR. MEMET VEZİR KAHRAMAN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Gelişen otomotiv endüstrisinde; kaynakların azalması, üretim maliyetlerin artması ve CO2 (karbon dioksit) emisyonu gibi çevreye etki eden faktörlerin iyileştirilmesi kapsamında araç hafifletme çalışmaları sıklaşmıştır. Bununla beraber görsel detaylar kullanıcılar tarafından daha çok ilgi görmekte, kullanım koşullarına bağlı olarak iyi bir dayanıklılık da aynı zamanda beklenmektedir. Otomotiv dış trim parçalarının aracın estetik görünümü oldukça etkilemesi markaların bu zorlu rekabet ortamında sürekli tasarım değiştirmelerine neden olmaktadır ve aynı zamanda dış parça olması nedeniyle çevresel etkilere daha çok maruz kalacağından daha dayanıklı olması beklenmektedir. Bu sebeplerden dolayı plastik dış trim parçalarınının hafif, dayanıklı ve estetik görünümlü olması için bu beklentileri karşılayacak polimerler kullanılarak bu dış parçalar üretilmektedir. Estetik görünüm sağlanması için genellikle tasarım, boyama ve kaplamalar kullanılmaktadır. Boyama ve kaplamalar aynı zamanda dış etkilere karşı koruma da sağlamaktadır. Plastik parçanın seri üretilebilirliği, hafif olma  ve mekanik dayanımının daha  iyi olma beklentileri ve özellikle mekanik olarak %100 geri dönüştürelebilir olması nedeniyle polimer olarak  poliamid (PA) sıkça tercih edilmektedir. Bu bağlamda, bu tez çalışmasında PA 6 ve PA 6.6 malzemelerine farklı oranlarda doğal kil katkı olan kaolin ilave edilmiş oluşan kompozit malzemenin mekanik özelliklerinin iyileşmesi hedeflenmiştir. Compund hammadde içerisine farklı oranlarda Kaolin  katılarak ekstrüder makinesinde çekilmiş ve yeni bir compund malzeme üretilmiştir. Bu compund malzemenin enjeksiyonda ISO standartlarına göre test plaka ve çubukları basılarak mekanik özellikleri kontrol edilmiştir. Mekanik testler öncesi, hazırlanan malzemlere yoğunluk testi, DSC ve FTIR testleri yapılarak malzeme oluşumları doğrulanmıştır. Hazırlanmış olan numune test çubukları; Zwick cihazı çekme testi yapılarak elastisite modulleri, çekme , akma mukavemeti , çekme , akma uzamaları , Zwick Roell Izod ve Charpy darbe testleri yapılarak darbe dayanımları kontrol edilerek farklı oranlardaki katkılı malzeme sonuçları kıyaslanmıştır. PA 6 ve PA 6.6 esaslı kompozit malzemelerdenden mekanik özelliği iyi olan seçilmiş, katkı ilaveli PA 6 hammadde ile enjeksiyon makinesi ve kalıp kullanılarak otomotiv plastik jant kapağı üretilmiş ve bu ürün üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Bu jantlara alev ile dağlama (flamaj) uygulayarak yüzey geriliminde yaptığımız değişiklikler ile boya tutuculuğu değişimi kontrol edilmiştir. Ayrıca ürüne tüm boya kontrol testleri; renk-parlaklık ölçümü, adhezyon çapraz kesme testi, ısıl dayanım, hızlı yaşalandırma, su dayanımı, düşme ve ağırlıklı düşme darbe testleri uygulanmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Sonuç olarak kaolin oranının artmasıyla PA 6 malzemenin darbe ve çekme mukavemetinin arttığı tespit edilmiştir. Boyama öncesi jant kapağı yüzeyine uygulanan flamaj işlemi ile, katkı ilaveli PA 6 malzeme yüzey enerjisini artırarak boya tutuculuğunun daha iyi olması sağlanmıştır.

Abstract:
In the developing automotive industry; Vehicle weight reduction studies have become more frequent within the scope of improving environmental factors such as decreasing resources, increasing production costs and CO2 (carbon dioxide) emissions. However, visual details attract more attention by users, and a good durability is also expected depending on the conditions of use. The fact that the automotive exterior trim parts affect the aesthetic appearance of the vehicle causes the brands to constantly change their design in this challenging competitive environment, and concurrently, it is expected to be more durable since it will be more exposed to environmental effects due to being an exterior part. For these reasons, these exterior parts are produced by using polymers that will meet these expectations in order to make the plastic exterior trim parts light, durable and aesthetically pleasing. Design, painting and coatings are generally used to provide an aesthetic appearance. Painting and coatings also provide protection against external influences. Polyamide (PA) is frequently preferred as a polymer due to the mass production of the plastic part, the expectations of being light and having better mechanical strength, and especially because it is 100% mechanically recyclable. In this context, in this thesis, it is aimed to improve the mechanical properties of the composite material, which is the natural clay additive kaolin added to PA 6 and PA 6.6 materials at different rates. Kaolin was added to the composite raw material in different proportions and extruded in the extruder machine and a new composite material was produced. The mechanical properties of this composite material were checked by printing test plates and bars according to ISO standards in injection. Before the mechanical tests, the density test, DSC and FTIR tests were performed on the prepared materials and the material formations were confirmed. Prepared sample test rods; By performing the Zwick device tensile test, elasticity modules, tensile, yield strength, tensile, yield elongation, Zwick Roell Izod and Charpy impact tests were performed and the impact strengths were checked and the results of the additives at different rates were compared. Automotive plastic wheel cover was produced from PA 6 and PA 6.6 based composite materials with selected PA 6 raw material with additives, with good mechanical properties, using an injection machine and mold, and studies were carried out on this product. By applying flame etching (flaming) to these wheels, the change in paint adhesion was controlled by the changes we made in the surface tension. In addition, all paint control tests on the product; color-gloss measurement, adhesion cross-cut test, thermal resistance, rapid aging, water resistance, drop and weighted drop impact tests were applied and the results were evaluated. As a result, it was determined that the impact and tensile strength of PA 6 material improved with the increase of kaolin ratio. With the flaming process applied to the wheel cover surface before painting, the compunded PA 6 material increases the surface energy and provides better paint adherence.