Öğütülmüş kolemanit dolgu miktarının yüksek yoğunluklu polietilen malzemenin fiziksel ve mekanik özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of ground colemanite filler amount on the physical and mechanical properties of highdensity polyethylene material
Yazar: NEŞE ERGEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞENOL ŞAHİN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Bor = Boron ; Fiziksel özellikler = Physical properties ; Kolemanit = Colemanite ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Termoplastik malzemeler = Thermoplastic materials

Özet:
Yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) malzemenin fiziksel ve mekanik özelliklerine, öğütülmüş kolemanit (KOL) maddesinin etkisini tespit etmek ve mikro partiküllü (KOL) maddesi ile yeni bir YYPE kompozit hammadde ve/veya malzeme elde etmek çalışmanın amacını oluşturmaktadır. 
Basınçlı, temiz su (içme suyu) boru iletim sistemlerinde kullanılan YYPE boru malzemesinin fiziksel ve mekanik özelliklerine, elek altı 45 μm ölçeğindeki KOL maddesinin etkisi çalışılmıştır.
Birbirine paralel dönen çift vidalı, ekstrüzyon makinasında ağırlıkça %15, %20, %25 ve %30 oranlarında YYPE /KOL kompozit ham maddeler granül halde elde edilmiştir.
Granül haldeki saf YYPE ve YYPE/KOL kompozit ham maddeler, enjeksiyon kalıplama yöntemi ile çok amaçlı deney parçalarına basılmıştır.
Çok amaçlı deney parçalarına tek eksenli çekme ve Shore D sertlik deneyler ile çok amaçlı deney parçalarından elde edilen ilgili testlere ait numunelere de Charpy darbe, erime indeksi (Eİ) ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) deneyleri uygulanmıştır. Saf YYPE malzemenin fiziksel ve mekanik özelliklerindeki değişimler KOL dolgu miktarına bağlı olarak açıklanmaya çalışılmıştır. Deneysel sonuçlar çalışılan YYPE/KOL kompozit malzemesinin, mikro partiküllü KOL dolgu miktarına bağlı bir kompozit malzemesi olduğunu göstermiştir.
Saf YYPE malzemeye göre KOL dolgu miktarının, kompozit malzemenin Young's modülünü, Charpy çentik darbe dayanımını, Shore D sertliğini ve kopma uzamasını arttırdığı, akma gerilmesini, akma uzamasını ve kopma gerilmesini ise azalttığı tespit edilmiştir. Ayrıca, KOL dolgu miktarının kompozit malzemenin eriyik kütlesel akış hızını ve kristalleşme yüzdesini arttığı ancak kristalin erime sıcaklığını değiştirmediği tespit edilmiştir.

Abstract:
The aim of the study is to detect the effect of ground cholemanide on the physical and mechanical properties of high-density polyethylen and to obtain a novel high-density polyethylen composite raw material and/or material by means of micro-size gound cholemanide. 
The study investigates the effect of subsieve 45 μm ground cholemanide on the physical and mechanical properties of high-density polyethylen piping material used in pressurized clean water (potable water) transmission systems.
High-density polyethylen/cholemanide raw materials have been obtained in granular form in the ratios of 15%, 20%, 25% and 30% by weight with a parallel rotating double screw extrusion machine.
The granular pure and composite raw materials were pressed by the injection machine via the injection moulding method into multi-purpose test pieces.
The multi-purpose test pieces were subjected to the uniaxial tension and Shore D hardness test and the samples resulting from the tests which were applied to the multi-purpose test pieces were subjected to the Charpy impact, melting flow rate and differential scanning calorimetry (DSC) tests.
Modifications of the physical and mechanical properties of the pure high-density polyethylen material are tried to the explained in relation to the ground cholemanide filling amount in all the tests. Experimental results have shown that the high-density polyethylen/cholemanide material was a composite associated with/in correlation with the micro-size ground cholemanide filling amount.
The cholemanide filling amount ground in relation to the pure high-density polyethylen material was found to increase the Young's module, breaking stress, Shore D hardness, Charpy impact strength of the composite material and to decrease the yield stress, yield point strain and breaking strain/elongation of the latter. In addition, the Charpy impact strength values of pure HDPE and 30% by weight filling composite materials were found to be partially the same. Furthermore, the ground cholemanide filling amount was found to increase the melting flow rate, crystallizing/crystallization ratio of the composite material but did not modify the melting temperature of the crystal.