Grafenli ve geri dönüştürülmüş karbon fiberli polimer kompozit malzemenin üretilerek mekanik deney çubuklarının üretimi ve incelenmesi
Production and investigation of mechanical experimental rods by producing graphene and recycled carbon fiber polymer composite material
Yazar: AYBÜKE YAĞMUR KANTAŞ
Danışman: DOÇ. DR. HASAN KAYA
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering

Özet:
Bu çalışmada geri dönüştürülmüş kompozit malzemeye grafen katkısının etkisi araştırılması hedeflenmektedir.  Çalışmanın geri dönüşüm malzemeleri ile yapılacak olması zaman, enerji, maliyet gibi parametrelerin minimum düzeyde tutulabilmesi adına oldukça büyük önem göstermektedir. Çalışmalar kapsamında 1:1 oranında karbon fiber katkılı polyamid6 matrisli kompozit malzeme kullanılmıştır. Numuneler üretilirken çift vidalı ekstrüder kullanılarak elde edilen granüllerden enjeksiyon makinası ile test çubuğu baskıları alınmıştır. Test çubuklarının mekanik özelliklerinin incelenmesi için çekme testi, üç nokta eğme testi ve sertlik ölçüm testi yapılmıştır. Geri dönüştürülmüş karbon fiberli polimer kompozit malzemelerin üretiminde kullanılan sıcaklık parametreleri, enjeksiyon basınç parametreleri ve ekstrüder basınç parametreleri grafen katkılı geri dönüştürülmüş karbon fiberli polimer kompozit yapımı aşamasında kullanılanlara göre farklılıklar göstermiştir. Deneysel çalışmaların son aşamasında ise elde edilen malzemelerin; tarama elektron mikroskobu (SEM) kırık yüzey incelemesi ve EDAX elementel analizi ile mikroyapı incelemeleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen deney çubukları incelendiğinde, grafen katkılı olanlarının daha mat renkli ve gevrek karakterli olduğu dikkat çekmiştir. Matris malzemesinin değiştirilerek farklı kompozit malzemeler elde edilmesi, planlanan yeni özelliklerdeki kompozit malzeme için yeni bir yaklaşım kazandırmıştır.

Abstract:
In this study, it is aimed to investigate the recyclability of the composite material. The fact that the work will be done with recycled materials is very important in order to keep parameters such as time, energy and cost at a minimum level. Within the scope of the studies, 1:1 carbon fiber reinforced polyamide6 matrix composite material was used. While the samples were being produced, granules were obtained using a twin screw extruder. After that, the test rod was obtained by using the granules in injection molding machine. Tensile test, three-point bending test and hardness test were used to examine the mechanical properties of the test rods. Temperature parameters, injection pressure parameters and extruder pressure parameters used in the production of recycled carbon fiber polymer composite materials, showed differences that compared to those used in the production of graphene-doped recycled carbon fiber polymer composites. In the last stage of the experimental studies, the materials obtained; Microstructure examinations were carried out by scanning electron microscope (SEM), fracture surface examination and EDAX elemental analysis. When the obtained test rods were examined, it was noted that the graphene-doped ones were more dull in color and brittle. Obtaining different composite materials by changing the matrix material, it has taken a new approach for the planned composite material with new properties.