Yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) esaslı kompozitlerin tribolojik özelliklerine ilave edilen farklı katkı malzemelerin ve proses şartlarının etkilerinin incelenmesi

Abstract

Bu deneysel çalışmada yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) ile farklı oranlarda (%5, %10 ve %15) midye kabuğu tozu (MKT), silisyum dioksit (SiO2), çinko oksit (ZnO) ve çinko borat (ZnBr) katkılı YYPE kompozitlerin tribolojik davranışları incelenmiştir. Aşınma ve sürtünme deneyleri oda sıcaklığında %50 nem şartlarında gerçekleştirilmiştir. Tribolojik deneylerde pim-disk aşınma cihazı kullanılmıştır. Deneyler farklı yüklerde (60N, 100N ve 140N) ve farklı hızlarda (1. 2 ve 3 m/s gibi) AISI 316L paslanmaz çelik diske karşı 2000m kayma yolunda yapılmıştır. Aşınma ve sürtünme deneyleri sonucunda kullanılan polimer ve kompozit malzemelerin sürtünme katsayıları ve spesifik aşınma oranları tespit edilmiştir. Deneylerde katkı oranının etkisi ile birlikte aşınma oranına ve sürtünme katsayısına uygulanan yükün ve kayma hızının etkisi de incelenmiştir. Deneylerde en yüksek aşınma oranı 4.49x10-14 m2/N değeri ile YYPE+%15ZnO polimer kompozitinde tespit edilirken, en düşük aşınma oranı ise 3.84x10-15 m2/N değeri ile YYPE+%15MKT polimer kompozitinde gözlenmiştir. YYPE polimer ve kompozit malzemelerin aşınma yüzey incelemeleri ise optik mikroskop kullanılarak incelenmiştir.

In this experimental study, the tribological behaviors of pure high density polyethylene (HDPE) and HDPE composites containing different amount (5%, 10% and 15%) of mussel shell powder (MSP), silicon dioxide (SiO2), zinc oxide (ZnO) and zinc borate (ZnBr) fillers. Friction and wear tests are performed in dry sliding conditions, at room temperature of 23°C and 50% humidity on a pin-disc wear test apparatus. Experiments are performed at different loads (60N, 100N and 140N) and different speeds (such as 1.0, 2.0 and 3.0 m/s) by using against AISI 316L stainless steel disc on 2000m sliding distance. In a consequence of friction and wear tests, friction coefficient and specific wear rates of pure HDPE polymer and its composite materials used are determined. In addition, the effects of applied loads and sliding speeds to the specific wear rate and coefficient of friction are examined. It is determined in tests that the highest specific wear rate belongs to HDPE+15%ZnO polymer composite with a value of 4.49x10-14 m2/N and the lowest specific wear rate is observed in HDPE+15%MSP composite with a value of 1.59x10-15 m2/N. Wear surface examinations of pure HDPE polymer and filled HDPE composite materials are made by using optical microscope.