Kendi-kendini onaran karbon elyaf takviyeli polimer matrisli kompozit geliştirilmesi
Development of self-healing carbon fiber reinforced polymer matrix composite
Yazar: GÖKÇENUR İŞLEK
Danışman: PROF. DR. AYŞE BEDELOĞLU
Bursa Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Polimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Kompozit malzemeler = Composite materials ; Kompozit yapılar = Composite structures ; Kompozitler = Composites ; Kırık iyileşmesi = Fracture healing ; Kırılma mekaniği = Fracture mechanics ; Kırılma tokluğu = Fracture toughness ; Termoplastik malzemeler = Thermoplastic materials

Özet:
Bu doktora tezinin temel amacı, EMAA (poli (etilen-metakrilik asit)), EVA (etilen vinil asetat) ve ABS (akrilonitril bütadiyen stiren) filamentleri ile dikiş prosesi uygulanarak üç boyutlu kendi kendini onarabilen karbon elyaf takviyeli kompozit malzeme geliştirilmesidir. 
Bu amaçla, önce EMAA, EVA ve ABS termoplastik polimelerinden 0,6, 0,8mm ve 1 mm çaplarında, filamentler üretilmiştir. Daha sonra karbon elyaf prepreg, bu filamentlerle dikilmiş ve ardından, basınçlı kalıplama yöntemi ile kompozit üretimleri gerçekleştirilmiştir. Üretilen kompozitlerin mekanik özellikleri çekme, eğilme ve Mod-I katmanlar arası kırılma tokluğu testleri ile, yapısal analizi FT-IR analizi ile ve morfolojik analizleri optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu ile yapılmıştır. Ayrıca kompozitlerin kendi kendini onarma verimliliği hesaplanmıştır.
Bu tezde elyaf takviyeli kompozit malzemelerin yapısı, önemi, karbon elyaflı kompozit malzemelerin üretim yöntemleri ve dikiş prosesinin kompozit malzemeler üzerindeki etkisinden bahsedilmiştir. Ayrıca kendi kendini onarabilen polimerlerin yapısı, proses parametreleri ve çeşitleri de detaylı olarak incelenmiştir. 
Mod-I katmanlar arası test sonuçları incelendiğinde, dikiş prosesinde filamentlerin çapları arttıkça kırılma tokluklarının artttığı gözlenmiştir. Onarma verimliliği en fazla, EMAA06 (%189), EMAA08 (%141) ve EMAA1 (%124) numunelerinde elde edilmiştir. Ayrıca EVA06 (%133), EVA08 (%115) ve EVA1 (%110) numunelerinde de onarma verimliliği sağlanmıştır. Fakat ABS06( %-53), ABS08 (%-64) ve ABS1 (%-67) numunelerinde, elde edilen sonuçlar gözönüne alındığında, ABS filamentleri ile onarmanın gerçekleşmediği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
The main purpose of this doctoral thesis is to develop a three-dimensional self-healing carbon fiber reinforced composite material by applying the stitching process with EMAA (poly (ethylene-methacrylic acid)), EVA (ethylene vinyl acetate) and ABS (acrylonitrile butadiene styrene) filaments.
For this purpose, filaments with diameters of 0.6, 0.8 mm and 1 mm were produced from EMAA, EVA and ABS thermoplastic polymers. Then, carbon fiber prepreg was stitched with these filaments and then composite production was carried out by compression molding method. The mechanical properties of the produced composites were made by tensile, bending and Mod-I interlayer fracture toughness tests, structural analysis by FT-IR analysis and morphological analysis by optical microscope and scanning electron microscope. In addition, the self-healing efficiency of the composites was calculated.
In this thesis, the structure and importance of fiber reinforced composite materials, the production methods of carbon fiber composite materials and the effect of stitching process on composite materials are mentioned. In addition, the structure, process parameters and types of self-healing polymers were examined in detail.
When the Mode-I interlayer test results were examined, it was observed that the fracture toughness increased as the diameter of the filaments increased in the stitching process. The highest healing efficiency was obtained in EMAA06 (189%), EMAA08 (141%) and EMAA1 (124%) samples. In addition, the healing efficiency of EVA06 (133%), EVA08 (115%) and EVA1 (110%) samples was also achieved. However, considering the results obtained in ABS06 (-53%), ABS08 (-64%) and ABS1 (-67%) samples, it was concluded that the healing did not occur with ABS filaments.