Pet esaslı kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of pet based composites
Yazar: MELİS ELDEM EKSEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ SENNUR DENİZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Cam elyafı = Fiberglass ; Kompozitler = Composites ; Termoplastik = Thermoplastic ; İplik = Yarn

Özet:
Termoset kompozitlere kıyasla yüksek hasar toleransı, geri dönüşüm ve enerji absorpsiyon yetenekleri nedeniyle termoplastik kompozitlerin kullanımına olan ilgi ve talep her geçen gün artmaktadır. Termoplastik kompozitlerin birçok avantajı olmasına rağmen, yüksek erime viskoziteleri, kompozitlerin üretimi sırasında sıkı dokuma veya tek yönlü tekstil preformlarında gözenekleri doldurmak için büyük bir endişe kaynağıdır. Bu problem takviye malzemesi ve termoplastik liflerin birlikte karıştırıldığı hibrit ipliklerin kullanımı ile çözülebilir. Bu tez kapsamında termoplastik matris malzemesi olarak poli(etilen tereftalat) (PET) iplik, takviye malzemesi olarak ise sürekli cam elyaf (CE) kullanılarak hava ile karıştırma metoduyla hacimce farklı oranlarda cam elyaf içeren (%35, 45, 55 ve 65) CE/PET hibrit iplikler üretilmiştir. Üretilen hibrit iplikler dokunmuş ve sıcak pres kullanılarak termoplastik kompozit plakalara dönüştürülmüştür. Elde edilen termoplastik kompozit plakaların mekaniksel özelliklerinin tespiti için kopma-çekme, üç nokta eğme ve darbe testleri uygulanmıştır. Termal özelliklerinin tespiti için DSC kullanılmıştır. Mikroyapısal özelliklerinin tespiti için de optik mikroskop ve SEM analizleri yapılmıştır. Yapılan tüm bu çalışmaların sonucunda optimum hibrit iplik üretim parametleri ve hibrit iplik içerisindeki optimum hacimce cam elyaf oranı tespit edilmiştir. Hacimce cam elyaf oranının artmasıyla kompozit malzemenin mekaniksel özelliklerinin de arttığı tespit edilmiştir. CE/PET hibrit ipliklerinin ve kompozit plakalarının SEM ve optik mikroskop analizleri de bu sonucu desteklemektedir.

Abstract:
The interest and demand for the use of thermoplastic composites is increasing day by day due to their high damage tolerance, recycling and energy absorption capabilities compared to thermoset composites. Despite the many advantages of thermoplastic composites, their high melt viscosities are a major concern during the manufacture of composites to fill pores in tightly woven or unidirectional textile preforms. This problem can be solved by the use of hybrid yarns in which reinforcement material and thermoplastic fibers are mixed together. Within the scope of this thesis, hybrid yarns containing glass fiber in different volume ratios (35%, 45%, 55% and 65%) were produced by using PET yarn as thermoplastic matrix material and continuous glass fiber as reinforcement material, by air mixing method. The hybrid yarns produced were woven and converted into thermoplastic composite plates using a hot press. In order to determine the mechanical properties of the obtained thermoplastic composite plates, tensile, 3-point bending and impact tests were applied. DSC was used to determine its thermal properties. Optical microscope and SEM analyzes were performed to determine the microstructural properties. As a result of all these studies, optimum hybrid yarn production parameters and optimum glass fiber ratio in hybrid yarn were determined. It has been determined that the mechanical properties of the composite material increase with the increase of the glass fiber ratio by volume up to a certain rate. The results of SEM and optic microscope also support this result.