Karbon elyaf,grafen nanoplatelet ve zincir uzatıcı katkıların poliamit 6,6 kompozitlerin özellikleri üzerine eş zamanlı etkisinin incelenmesi
Synergetic effect of graphene nanoplatelet,carbon fiber and coupling agent addition on the tribological,mechanical and thermal properties of polyamide 6,6 composites
Yazar: ECEM KARATAŞ DEMİRAY
Danışman: PROF. DR. TANER YILMAZ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
KARBON ELYAF, GRAFEN NANOPLATELET ve ZİNCİR UZATICI KATKILARIN POLİAMİT 6,6 KOMPOZİTLERİN ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE EŞ ZAMANLI ETKİSİNİN İNCELENMESİ
ÖZET
Günümüzde hafif, dayanımı yüksek ve düşük maliyetli malzemelere duyulan ihtiyacın artması ile kompozit malzemelere ilgi artmıştır. Kompozitlerin üretiminde kullanılan farklı katkı malzemeleri içinde karbon elyaf ve grafen sahip olduğu üstün mekanik özellikleri ile göze çarpmaktadır.
Bu çalışmada karbon elyaf (KE) takviyeli poliamit 6,6 (PA6,6) kompozit malzemelere önce grafen nanoplatelet (GNP) katkısı ardından yüzey etkileşimini arttırabilmek amacıyla zincir uzatıcı katkı ilave edilerek üç farklı tür kompozit malzeme farklı bileşim oranlarında üretilmiştir. Üretim ekstrüzyon ile harmanlama ve enjeksiyon ile kalıplama yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilmiş ve aşınma, ısıl ve mekanik özellikleri bakımından özellikleri incelenmiştir.  Termoplastik matris malzemesi olarak PA6,6; takviye malzemesi olarak ise KE, GNP ve zincir uzatıcı kimyasal olarak 1,4-fenilen bisoksazolin (PBO) kullanılmıştır. Kompozitlerin üretiminde kullanılan karbon elyaf ağırlıkça % 10 yükleme oranında kullanılarak her bir numune için bu oran sabit tutulmuştur. GNP ağırlıkça % 0,1; % 0,3; % 0,5 yükleme oranlarında kullanılırken, zincir uzatıcı PBO ağırlıkça % 1 yükleme oranında sabitlenmiştir. Hazırlanan kompozitlerin karakterizasyonu için aşınma, çekme testleri, ısıl özelliklerinin incelenmesi için diferansiyel taramalı kalorimetre (DTK) ile dinamik mekanik analiz (DMA) ve yüzey karakterizasyonu için ise taramalı elektron mikroskobu (TEM) kullanılmıştır. Çalışma sonucunda, ağırlıkça % 10 karbon elyaf içeren PA6,6 kompozitlere GNP ilavesinin malzemede "hibrit etki" meydana getirdiği ve kompozitlerin tribolojik, mekanik ve ısıl özelliklerini geliştirdiği sonucuna varılmıştır. Bu noktada, hibrit kompozitlere eklenen PBO birleştirme ajanı, bileşenler arasında arayüzey yapışmasını geliştirmiştir. Sonuç olarak, ağırlıkça % 10 KE ve % 0,5 GNP içeren PA6,6 hibrit kompoziti, tüm numuneler arasında en iyi nihai özellikleri sergilemiştir.
Anahtar Kelimeler: Grafen, Grafen Nanoplatelet, Karbon Elyaf, Kompozit Malzeme, Zincir Uzatıcı Katkılar.

Abstract:
SYNERGETIC EFFECT OF GRAPHENE NANOPLATELET, CARBON FIBER AND COUPLING AGENT ADDITION ON THE TRIBOLOGICAL, MECHANICAL AND THERMAL PROPERTIES OF PA6,6 COMPOSITES
ABSTRACT
Nowadays, the rise of the necessary for durable and cheap materials has increased the interest in composite materials. Carbon fiber (CF) and graphene are among the most widely used as reinforment due to their superior properties.
The production was carried out by using extrusion, blending and injection molding methods and the properties of wear, thermal and mechanical properties were examined. While PA6,6 was used as the thermoplastic matrix material, CF, GNP and chain extender was used 1,4-phenylene bisoxazoline (PBO) as a reinforcing material. CF was used in the production of the composites was kept at fixed a loading rate of 10 % by weight for each sample. GNP was used 0,1 % 0,3 %; 0,5 % by weight,  PBO was used at fixed loading rates of 1 % by weight. To examine mechanical and tribological properties of the composites wear, tensile tests have been done. In order to investigate the thermal properties of composites, dynamic mechanical analysis (DMA) with differential scanning calorimetry (DSC) and to characterize the surfaces scanning electron microscopy (SEM) have been done for the characterization of the prepared composites. As a result of this study, it can be included GNP, CF composites creates get in synergetic effect in materials and improves tribological, mechanical and thermomechanical properties of composites. At this point, the PBO coupling agent added to the hybrid composites developed interfacial adhesion between the components. Due to this effect, hybrid composites that is included 0,5 % GNP exhibited the best final properties among all samples.
Key words: Graphene, Graphene Nanoplatelet, Carbon Elyaf, Composite Materials, Coupling Agent.