Kısa cam elyaf takviyeli epoksi kompozit malzemelerde elyaf boyutunun etkisi

Abstract

KISA CAM ELYAF TAKV YEL EPOKSKOMPOZ T MALZEMELERDEELYAF BOYUTUNUN ETK S(Yüksek Lisans Tezi)Gözde DEM RC OĞLUGAZ ÜN VERS TESFEN B L MLER ENST TÜSÜHaziran 2006ÖZETBu çalışmada, kırpılmış cam elyaflardan oluşan takviye sistemininepoksi matrisle birleştirilmesiyle rastgele cam elyaf takviyeli epoksikompozit malzemeler üretilerek; değişen cam elyaf boyunun ve oranınınkompozit yapı üzerine etkileri incelenmiştir.Bu amaçla, diglisidil eter bisfenol-A (DGEBA) türü epoksi reçine (NPEL128) ve sikloalifatik amin türü sertleştirici (ACR H-3895) matris sistemiolarak, kırpılmış E camı elyafı (BMC1) ise takviye sistemi olarakkullanılmıştır. Toplam matris sisteminin ağırlıkça %5, %10, %15 ve %20'si olacak şekilde, 3 mm, 4,5 mm ve 6 mm kırpılma boylarında E camıelyaflarının her biri matris sistemine eklenerek, sıkıştırmalı kalıplamayöntemiyle kompozit malzemeler hazırlanmıştır.Hazırlanan kompozit malzemelerin karakterizasyonu aşamasında;mekanik özelliklerin belirlenmesi için çekme ve üç noktadan eğilmetestleri yapılmış, termal özelliklerin eldesi için ise diferansiyel taramalıkalorimetre (DSC) ve termogravimetrik analiz (TGA) kullanılmıştır.Kırılma yüzeylerinin karakterizasyonunda ise taramalı elektronmikroskobu (SEM) kullanılmıştır.Yapılan mekanik karakterizasyon çalışmaları sonunda, artan elyaf boyuve oranının kompozit malzemelerin çekme ve eğilme, dayanımlarını vemodüllerini arttırıcı yönde etkilediği görülmüştür. Eğilme ve çekmeuzaması değerlerinin ise artan elyaf oranı ile azaldığı, artan elyaf boyuile arttığı görülmüştür.Diferansiyel taramalı kalorimetre analizleri (DSC) sonucunda; elyaftakviyesinin epoksinin camsı geçiş sıcaklığını (Tg) azaltıcı yöndeetkilediği ve bu azalmanın elyaf oranı arttıkça küçük oranlarda da olsaarttığı, ancak elyaf boylarındaki farklılıkların Tg'yi etkilemediğigörülmüştür. Ayrıca, cam elyaf katkısının epoksi malzemenin termaldayanımını arttırdığı, bu artışın artan elyaf oranıyla daha da arttığı, elyafboyundan ise etkilenmediği belirlenmiştir. TGA termogramlarından daalınan değerler bu sonuçları desteklemektedir.Kırılma yüzeylerinin incelendiği SEM mikrograflarından, epoksi matrissisteminin cam elyaftan oluşan takviye sistemini ıslatmasının başarılıolduğu görülmüştür.Bilim Kodu : 912.1.092Anahtar Kelimeler : Epoksi reçine, kısa cam elyaf, polimerkompozit, mekanik özellikler, termal özelliklerSayfa Adedi : 126Tez Yöneticisi : Prof. Dr. H. Vecihi PAMUKYardımcı Tez Yöneticisi : Doç. Dr. Nursel D LS Z

EFFECT OF FIBER LENGTH ON SHORT GLASS FIBER REINFORCEDEPOXY COMPOSITE MATERIALS(M.Sc. Thesis)Gözde DEM RC OĞLUGAZ UNIVERSITYINSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGYJune 2006ABSTRACTIn this study, random chopped glass fiber reinforced epoxy compositematerials were produced. Then, the effect of change in glass fiberlength and glass fiber content on the composite structure wasexamined.For this objective, diglycidyl ether of bisphenol-A (DGEBA) type epoxyresine (NPEL 128) and cycloaliphatic amine type curing agent (ACR H-3895) were used as matrix system, chopped E glass fiber (BMC1) wasused as reinforcement system. By using molding technique, compositematerials were produced by adding 3 mm, 4,5 mm, 6 mm long choppedE glass fibers at different weight contents of %5, %10, %15 and %20 tothe matrix system.In order to determine mechanical properties of the composite materialsthree point bending and tensile tests were conducted. Thermalproperties of composite materials were analyzed by using differentialscanning calorimeter (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). Thefracture surface of the composite materials were examined by usingscanning electron microscope (SEM).Mechanical characterization studies showed that, the tensile andflexural strength and the modulus values of the composite materials,increased with increasing the fiber length and fiber content. Flexuraland tensile strain values decreased with increasing fiber content anddecreased with increasing fiber length.As a result of differential calorimeter (DSC) analysis; fiberreinforcement led to a slightly decrease in epoxy glass transitiontemperature (Tg). It was examined that, the differences in fiber lengthdid not affect Tg. Furthermore, glass fiber addition increased thethermal resistance of epoxy materials; the higher the fiber content ofthe composite material the higher the amount of increase in theirthermal resistance. The difference in fiber length did not affect theirthermal resistance. The results taken from the TGA thermogramssupported these results.On the basis of SEM micrographs from which fracture surfaces wereexamined, the glass fiber epoxy composites showed that good wettingof fiber with resin.Science Code : 912.1.092Key Words : Epoxy resin, short glass fiber, polymer composite,mechanical properties, thermal propertiesPage Number : 126Adviser : Prof. Dr. H. Vecihi PAMUKCo Adviser : Doç. Dr. Nursel D LS Z