Talk ve kalsit ilavesinin YYPE nin mekanik – kimyasal özelliklerine etkisi ve koruge borular için uygulanabilirliği
The effects of talc and calcite supplements on HDPE properties and examination of applicability for corrugated pipes
Yazar: ÖMER FARUK ÖZKAN
Danışman: PROF. DR. AHMET TÜRK
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Dolgu malzemeleri = Filling materilas ; Kompozit malzemeler = Composite materials ; Kompozit polimerler = Composite polymers ; Plastik borular = Plastic pipes ; Plastik malzemeler = Plastic materials ; Polimer malzemeler = Polymer materials ; Termoplastik malzemeler = Thermoplastic materials

Özet:
Altyapı boru hatlarında geleneksel malzemeler yerini, mekanik ve kimyasal özellikleri sebebiyle polimer ve polimer esaslı kompozit malzemelere bırakmaktadır. Altyapı boru malzemesi olarak kullanılan en yaygın polimer, özellikle basınçlı içme suyu, doğalgaz hatlarında polietilendir. Polietilen mekanik, kimyasal özelliklerinin yanında maliyeti ve ulaşılabilirliği sebebi ile tüm alt yapı borularında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak iç hidrostatik basınç gerektirmeyen, trafik yükü gibi dinamik yüklerin etkin olduğu sistemlerde, özel bir tasarıma sahip koruge borular kullanılmaktadır. Bu tasarımın ana amacı boruların dayanımını arttırırken, hammadde ve işçilikten tasarruf sağlamaktır.
Bu çalışmada yüksek yoğunluklu polietilen içerisine %10, %15, %20, %25, %30, %35, %40 oranında talk, kalsit ve talk + kalsit karışımı ilave edilmiştir. Elde edilen polimer kompozit malzemelere kimyasal testler uygulanarak, ilavelerin malzeme özelliklerine etkisi incelenmiştir. Kimyasal testler sonucunda dolgu ilaveleri, malzemelerin yoğunluk ve eriyik kütle akış hızını arttırdığı için polietilenin işçilik ve hammadde maliyetlerini azaltacağı gözlenmiştir.
Hazırlanan numunelere uygulanan mekanik testler ile malzemelerin akma mukavemeti, elastisite modülü, % kopma uzaması, sertliği, darbe mukavemeti, eğme mukavemeti belirlenmiş ve ilavelerin etkisi incelenmiştir. Yapılan bu incelemeler sonucu optimum mekanik özellik gösteren karışımlar belirlenmiştir. Optimum özellik gösteren karışımlardan çift katmanlı koruge borular üretilmiştir. Üretilen koruge borulara, halka rijitliği, halka esnekliği, darbe ve ısıl kararlılık testleri uygulanarak, dolgu ilavelerinin koruge boru üretimine uygulanabilirliği incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Polimer, Polietilen, Talk, Kalsit, Koruge Boru, YYPE, Dolgu İlavesi

Abstract:
In infrastructure pipelines, traditional materials are replaced by polymer and polymer based composite materials due to their mechanical and chemical properties. The most common polymer used as infrastructure pipe material is polyethylene, especially in pressurized drinking water, natural gas lines. Polyethylene mechanics are widely used in all infrastructure pipes due to their chemical properties as well as their cost and availability but, in systems that do not require internal hydrostatic pressure and where dynamic loads such as traffic load are effective, corrugated pipes with a special design are used. The main purpose of this design is to save raw materials and labor while increasing the strength of the pipes.
In this study, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40% of talc, calcite and talc + calcite mixture were added to high density polyethylene. By applying chemical tests to the obtained polymer composite materials, the effects of the additions on the material properties were investigated. As a result of chemical tests, it has been observed that filling additives will decrease the labor and raw material costs of polyethylene as the density and melt mass flow rate of the materials increase.
With the mechanical tests applied to the prepared samples, the yield strength, elasticity modulus,% elongation, stiffness, impact strength, bending strength of the materials were determined and the effects of the additions were examined. As a result of these examinations, the mixtures showing optimum mechanical properties were determined. Double layer corrugated pipes were produced from mixtures with optimum properties. Ring stiffness, ring flexibility, impact and thermal stability tests were applied to the corrugated pipes produced and the applicability of filler additions to corrugated pipe production was examined.

Keywords: Polymer, Polyethylene, Talc, Calcite, Corrugated Pipe, HDPE, Filler Addition