Karbon elyaf, PTFE ve yağ katkılı PA6 polimer kompozitlerinin mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi
The examination of mechanical and tribological properties of carbon fiber, PTFE and wax filled Pa6 polymer composites materials
Yazar: MEHMET TAŞKIRAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SALİH HAKAN YETGİN
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı / Makine Tasarım ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu çalışmada Poliamid 6 (PA6) polimerine ağırlıkça %10, %20 ve %30 oranlarında karbon elyaf (KE), PA6 + 20 KE polimeri içerisine ağırlıkça %5 ve %10 Politetraflor etilen (PTFE) ve ağırlıkça  %2 ve %4 oranlarında vaks (wax) katı yağlayıcılar ilave edilerek PA6 polimer kompozitleri üretilmiştir. KE, PTFE ve vaks katkılı PA6 polimer kompozit granüller çift vidalı ekstrüderlerde üretilmiştir. Sonrasında, çekme, darbe ve aşınma numuneleri, standartlara uygun olarak tasarlanan bir kalıp kullanılarak enjeksiyon kalıplama yöntemiyle üretilmiştir.
Mekanik özelliklerin belirlenmesi amacıyla PA6 ve PA6 kompozit numunelere çekme testi, darbe testi ve eğme testleri, fiziksel özelliklerin belirlenmesi amacıyla yoğunluk ve Shore D sertlik testleri uygulanmıştır. PA6 kompozitlerinin ısıl özelliklerin belirlenmesi için HDT, vicat, diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve TGA mikroyapı karakterizasyonu için ise taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. Aşınma ve sürtünme deneyleri, pim-disk cihazında, kuru ortam şartlarında yapılmıştır. Deneyler 10N, 20N, 30N, 40N yük ve 0.4m/s-0.8m/s-1,2m/s kayma hızları, sabit 2000 metre kayma mesafesi kullanılmıştır.
Deneysel çalışmalar sonucunda, artan yük ve kayma hızına bağlı olarak sürtünme katsayısı ve aşınma oranı artmıştır. %20karbon elyaf katkılı PA6 polimerine ilave edilen PTFE ve vaks katkıları sürtünme katsayısını ve aşınma oranını önemli oranda azaltmıştır. En düşük sürtünme katsayısı ve aşınma oranı %4vaks katkılı PA6 numunede elde edilmiştir. PA6 polimerine ilave edilen karbon elyaf ve artan karbon elyaf miktarı ile çekme dayanımı, elastiklik modülü, eğme dayanımı ve izod darbe dayanımı artarken kopma uzaması azalmıştır. Aynı zaman da PA6 polimerine ilave edilen karbon elyaf miktarı ile HDT ve vicat değerleri de artmıştır.

Abstract:
In this study PA6 polymer composites were proruced by adding at the ratio of %10, %20 ve %30 carbon fiber. PA6+20 KE polymer composites were produced by adding 5% and 10% polytetrafluoroethylene (PTFE) and wax 2% and 4% wax) solid lubricants. KE, PTFE and wax-added PA6 polymer composite granules were produced in double-screw extruders. Subsequently, tensile, impact and wear samples were produced by injection molding using a mold designed in accordance with standards. 
In order to determine mechanical properties, density and Shore D hardness tests were applied to PA6 and PA6 composite specimens for tensile test, impact test and bending tests, to determine physical properties. HDT, vicat, differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electron microscopy (SEM) were used for TGA microstructural characterization to determine the thermal properties of PA6 composites. The abrasion and friction tests were carried out in a pin-disc device under dry conditions. Experiments were performed with shear rates of 10N, 20N, 30N, 40N load and 0,4 m/s – 0,8m s – 1,2m/s, constant 2000 meter shear distance. 
As a result of experimental studies, friction coefficient and wear rate increased due to increased load and shear rate. PTFE and wax added to 20% carbon fiber reinforced PA6 polymer significantly reduce the friction coefficient and wear rate of the samples. The lowest coefficient of friction and wear rate were obtained at 4% wax added PA6. The tensile strength, modulus of elasticity, flexural strength and isod impact strength of the carbon fiber added to the PA6 polymer and the amount of carbon fiber increased, while the elongation at break decreased. At the same time, the amount of carbon fiber added to the PA6 polymer also increased HDT and Vicat values.