Termoplastik poliester elastomerin özelliklerinin farklı elyaf türleri ve pomza ilavesiyle iyileştirilmesi
Enhancement of the properties of thermoplastic polyester elastomer with different fiber species and pumice addition
Yazar: YAHYA GÖKBERK KARTAL
Danışman: PROF. DR. TANER YILMAZ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Termoplastik polyester elastomerler, yüksek performanslı elastomerler ve esnek termoplastiklerin birleşimidir. Buna ek olarak TPE'ler partikül ve elyaf ile zenginleştirilebilir. Bazalt, karbon ve cam elyaf bu malzemelerin bazılarıdır. Bazalt elyaf, volkanik bazalt kayalarından üretilir. İyi yanma dayanımına, ısı yalıtımı gibi üstün özelliklere sahiptir. Karbon elyaflar, iyi mekanik, elektriksel özellikleri nedeniyle tercih edilir. Cam elyaflar, takviye elyaflarının en yaygın olanlarıdır. Başlıca avantajları düşük maliyet ve yüksek dayanımıdır. Partikül takviyelerinden olan pomza taşı ise, gözenekli yapısı ile bilinen doğal hafif bir agregadır. Pomza, ısı yalıtımı gibi birçok özelliğe sahiptir. Pomza ve elyafların takviye edici özelliklerini geliştirmek için birleştirme maddeleri kullanılabilir. Birleştirme maddelerinden yaygın olarak kullanılan silanlar, dolgu ve matris arasındaki arayüzey bağını iyilşetirir ve mekanik özellikleri gibi çeşitli özelliklerin geliştirilmesine yardımcı olur.  Bu çalışmada TPE'nin mekanik ve termal özelliklerini bazalt, karbon ve cam elyaf ve silanlanmış veya silanlanmamış pomza varlığında, geliştirmek hedeflenmiştir. Kompozitler çeşitli yükleme oranları belirlenerek üretilmiştir. Belirlenen dağılımlar ise; bazalt, karbon, cam elyaf yükleme seviyesi ağırlıkça %10'da sabit tutulurken, silanlanmış ve silanlanmamış pomza yükleme seviyesi ağırlıkça %1'de sabit tutulmuştur. Oluşturulan kompozitleri üretmek için malzemeler ekstrüderde harmanlanmıştır ve enjeksiyon makinesi ile kalıplanmıştır. Harmanlama işleminden önce silan işleminin etkinliği, FTIR tarafından pomza üzerinde değerlendirilmiştir. Çekme deneyi ve eğilme deneyi yapılmıştır. Uygulanan çekme testinden sonra kompozitlerin kırılma yüzeyinin morfolojileri incelenmiştir. Termal özellikleri belirlemek için diferansiyel tarama kalorimetrisi analizi ve termogravimetrik analiz testleri yapılmıştır. Tribolojik ve termomekanik özellikleri araştırmak için aşınma testi ve dinamik mekanik analizi uygulanmıştır.

Abstract:
Thermoplastic polyester elastomers combine of high-performance elastomers and flexible thermoplastics. In addition, TPEs can be enriched with particles and fibers. Basalt, carbon and glass fiber are some of these materials. Basalt fiber is produced from volcanic rocks. It has properties such as fire resistance. Carbon fibers are preferred because of their good mechanical properties. Glass fibers are the common of reinforcing fibers which are low cost. Pumice stone is a natural lightweight aggregate known for its porous structure. Pumice has many features such as thermal insulation. Coupling agents can be used to improve the reinforcing properties of pumice and fibers. Silanes, which are commonly used as coupling agents, improve the interfacial bond between filler and matrix and help to improve properties. In this study, aimed to improve the mechanical and thermal properties of TPE in the presence of basalt, carbon and glass fiber and silanized or non-silanated pumice. Composites are produced by determining various loading rates. The distributions determined are; basalt, carbon, glass fiber was kept constant at 10% by weight, while the loading level of silanized and non-silanized pumice was kept constant at 1% by weight. The materials are blended in the extruder and molded with an injection machine to produce composites. The efficiency of the silane treatment was evaluated on pumice by FTIR. Tensile and bending test were performed. After the fracture surface of the composites was examined. DSC and TGA were conducted to determine the thermal properties. Wear test and DMA were applied to investigate the tribological and thermomechanical properties.