Ortoftalik polyester reçine matrisli hibrit kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of hybrid composites with orthophthalic polyester resin matrix
Yazar: İLAYDA ARSLAN OCAK
Danışman: DOÇ. DR. İDRİS KARAGÖZ
Yalova Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Polimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Polimer Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Kompozit polimerler = Composite polymers

Özet:
Bu çalışma, ortoftalik polyester reçine matrisine Antep fıstığı kabuğu ve talk eklenmesinin polyester matrisli hibrit kompozitlerin özellikleri üzerindeki etkilerini kapsamlı bir şekilde analiz etmektedir. Çalışmada, saf polyester dahil olmak üzere, toplam dolgu oranı %40 olacak şekilde, farklı oranlarda (%10, 20, 30 ve 40) Antep  fıstığı ve talk dolgu malzemeleri birlikte ve ayrı ayrı kullanılarak altı adet numune hazırlanmıştır. Kompozitlerin hazırlık süreci, Antep fıstığı kabuklarının öğütülmesi, elek makinesinde boyutsal olarak sınıflandırılması ve polimer döküm yöntemiyle test numunelerinin üretilmesini içermektedir. Sonrasında, polyester matrisli hibrit kompozitlerin mekanik, termal,  yüzey parlaklığı ve mikroyapısal özellikleri karakterize edilmiştir. Çekme ve üç nokta eğilme testleri, Antep fıstığı ve talk eklenmesinin sertlik ve mekanik
özellikler üzerinde etkili olduğunu göstermiştir. Kompozitin mekanik özellikleri üzerinde Antep fıstığı kabuğuna oranla talkın etkisi daha yüksektir. Karışımda talk oranı arttıkça çekme mukavemeti, çekme elastisite modülü, eğilme mukavemeti ve eğilme elastisite modülü artmıştır. Darbe test sonuçlarında da benzer bir durum gözlenmiş, ancak en yüksek darbe mukavemet değeri PESAW03 kodlu %30 Antep fıstığı kabuğu ve %10 talk içeren kompozitte 5.04±0.53 kJ/m² olarak elde edilmiştir. Kompozitlerin sertliği, saf polyestere oranla düşük olarak elde edilmiştir. Yüzey parlaklığı ölçümleri, daha yüksek talk içeriğinin kompoziti daha mat hale getirdiğini göstermiştir. Karışımda Antep fıstığı kabuğu oranı arttıkça yoğunluk azalırken, talk oranındaki artış kompozitin yoğunluğunu artırmıştır. Termal analiz sonuçları, talk içeriğinin kompozitin termal stabilitesini artırdığını, Antep fıstığı kabuğunun ise bu stabiliteyi bir miktar azalttığını göstermiştir. Mikroyapısal analizler, talkın kompozit içindeki daha homojen dağılımı sayesinde çatlak direncini artırdığını, ancak Antep fıstığı kabuğunun yer yer yoğunluk farklarına neden olduğunu ortaya koymuştur. Bu bulgular, polyester matrisli hibrit kompozitlerin performansını optimize etmek için dolgu malzemesi oranlarının dikkatlice seçilmesi gerektiğini vurgulamaktadır.

Abstract:
This study comprehensively analyzes the effects of adding pistachio shell and talc to an orthophthalic polyester resin matrix on the properties of polyester matrix hybrid composites. In the study, a total of six samples were prepared using different ratios of pistachio shell and talc fillers, both together and separately, with a total filler content of 40%, including pure polyester. The preparation process of the composites involves grinding the pistachio shells, classifying them dimensionally using a sieve machine, and producing test samples through the polymer casting method. Subsequently, the mechanical, thermal,  surface gloss, and microstructural properties of the polyester matrix hybrid composites were characterized. Tensile and three-point bending tests showed that the addition of pistachio shell and talc significantly affects the stiffness and mechanical properties. The effect of talc on the mechanical properties of the composite is higher compared to pistachio shell. As the talc ratio increases in the mixture, tensile strength, tensile modulus, flexural strength, and flexural modulus also increase. Similar trends were observed in impact test results; however, the highest impact strength was obtained as 5.04±0.53 kJ/m² in the PESAW03 composite containing 30% pistachio shell and 10% talc. The hardness of the composites was found to be lower compared to pure polyester. Surface gloss measurements indicated that higher talc content makes the composite more matte. While the increase in pistachio shell content decreases the density, the increase in talc content increases the density of the composite. Thermal analysis results showed that talc content enhances the thermal stability of the composite, whereas pistachio shell slightly reduces this stability. Microstructural analyses demonstrated that the homogeneous distribution of talc within the composite enhances crack resistance, whereas pistachio shell causes density variations in certain areas. These findings emphasize that careful selection of filler material ratios is essential to optimize the performance of polyester matrix hybrid composites.