Improvement of mechanical properties of natural jute fiber reinforced composites by surface modification process

Abstract

Bu çalışmada; dokuma jüt kumaş takviyeli kompozit plakaların mekanik özelliklerine kumaş yüzey modifikasyonun etkisi incelenmiştir. Öncelikle dokuma jüt kumaşlar %2 oranındaki NaOH çözeltisinde 20 saat bekletilmiştir. Daha sonra, dokuma Jüt kumaşlar 3 gün boyunca oda sıcaklığında kurumaya bırakılmıştır. Kurutulmuş kumaşlar %5, %10 ve %15 oranında NaOH çözeltisinde 4 saat bekletildikten sonra tekrar oda sıcaklığında 15 gün boyunca bekletilmiştir. Daha sonra dokuma jüt kumaşların nemini almak için etüvde (70°C) 30 dakika bekletilmiştir. Farklı termoset reçinelerin yüzey modifikasyonu işlemine tabi tutulmuş dokuma jüt kumaşların mekanik özelliklerine (çeki, bası ve kayma) etkisini incelemek için epoksi, polyester ve vinilester reçineler kullanılarak dokuma jüt/epoksi, dokuma jüt/polyester ve dokuma jüt/vinilester tabakalı kompozit plakalar üretilmiştir. Dokuma jüt takviyeli tabakalı kompozitler ısı ve zaman kontrollü hidrolik preste 105°C ve 8MPa basınç altında el yatırma yöntemi ile üretilmiştir. Deney numuneleri ASTM standartlarına göre kesildikten sonra mekanik özellikleri (çeki, bası ve kayma) 50kN kapasiteli UTEST üniversal çekme-basma cihazında 1mm/dak. hızda belirlenmiştir. Dokuma jüt takviyeli kompozit deney numunelerinin mekanik özellikleri (çeki, bası ve kayma) oda sıcaklığında belirlenmiştir. Deneyler sonucunda dokuma jüt/epoksi tabakalı kompozitlerin mekanik özellikleri genel itibariyle dokuma jüt/polyester ve dokuma jüt/vinilester tabakalı kompozitlerin mekanik özelliklerinden daha yüksek çıkmıştır. Mekanik özellikler belirli bir NaOH oranına kadar artarken sonrasında azalmaktadır.

In this study, the effect of fabric surface modification has been investigated on the mechanical properties of woven jute fabric reinforced laminated composite plates.Primarily, woven jute fabrics have been retained in the rate of 2% NaOH solution for 20 hours. Then, the woven jute fabrics have been allowed to dry at room temperature during 3 days. Dried fabrics have been again retained at room temperature for 15 days after processing them in the NaOH solution in the ratio of 5%, 10% and 15% for 4 hours. The woven jute fabrics were placed into an oven at 70 celcius degrees for 30 minutes in order to eliminate the humidity. For the investigation of the effect of different thermoset resins on the mechanical properties (tensile, compression and shear) of woven jute fabrics, which have expose to surface modification process, woven jute epoxy, woven jute polyester and woven jute vinylester laminated composite plates were manufacture by using epoxy, polyester and vinylester resins.The woven jute reinforced laminated composites have been produced by hand lay-up method at 8MPa pressure and 105°C by using the temperature and time controlled hydraulic press. After test samples were cut according to ASTM standards, the mechanical properties (tensile, compression and shear) of them were determined by using UTEST universal tensile-compression test device with 50kN load capacity at 1mm/min cross-head velocity. The mechanical properties (tensile, compression and shear) of woven jute reinforced composite test samples were determined at room temperature.As a result of experiments, the mechanical properties of woven jute/epoxy laminated composites have been occurred higher than the mechanical properties of woven jute/polyester and woven jute vinylester. The mechanical properties increase up to a certain ratio of NaOH after this level they decrease.