Naylon 6,6 nanofiber ve cam kumaş takviyeli kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Kompozit malzemelerin sahip oldukları üstünlükler sayesinde son yüzyılda bu malzemelere olan ilgi artmıştır. Kompozit malzemelerin her daim geliştirilmeye müsait olmaları dikkat çeken bir özelliktir. Bu malzemelerin geliştirilmesi için birçok yol vardır ve yine son yıllarda kendisiyle ilgili önemli çalışmaların yapıldığı nanofiberlerin kompozitlere takviye olarak eklenmesi de bu yollardan bir tanesidir. Nanofiberlerin üretiminde farklı yollar bulunmaktadır ve son yollarda elektrospin yöntemi ucuz ve hızlı bir şekilde nanofiber üretimine izin verdiği için popüler bir nanofiber üretim tekniği olarak karşılaşılmaktadır. Bu teknikle nano boyutta küçük çaplı düzgün fiber yapıların elde edilmesi mümkündür. Naylonlar nanofiber üretimi için aktif olarak kullanılan bir polimer malzemedir. Bu polimer ailesinin bir üyesi olan naylon 6,6 malzemesi de nanofiber üretiminde sık kullanılmaktadır. Bu çalışmada naylon 6,6 polimer malzemesinden elektrospin yöntemi ile nanofiber tabakalar üretilip, bu tabakaların epoksi/cam kumaş kompozitlere takviye edilmesi ile bu kompozit malzemelerin mekanik özelliklerindeki değişimler incelenmiştir. Üretilen nanofiber tabakalar, iki cam kumaş tabakanın arasına bir adet ve bu cam kumaş tabakaların hem arasına hem de geriye kalan diğer iki yüzeyine de birer adet gelecek şekilde yerleştirilerek nanofiber takviyeli kompozit grupları oluşturulmuştur. Ayrıca sadece iki adet cam kumaş ve sadece dört adet cam kumaş tabakanın bulunduğu saf kompozitler de üretilmiştir. Tüm tabakalı kompozitler elle yatırma yöntemi ile üretilmiştir. Bu dört numune grubuna düşük hızlı darbe ve çekme testleri yapılarak elde edilen sonuçlar kıyaslanmış ve irdelenmiştir. Nanofiber tabakaların, kompozitlerin yük kapasitelerindeki azalmalara karşın enerji absorbsiyon kapasitelerini arttırdığı gözlemlenmiştir.

Due to the superiority of composite materials, interest in these materials has increased in the past century. It is possible for composite materials to be improved all the time and this is an important feature of them. There are many ways to improve those materials and interleaving nanofiber mats which are studied constantly and many important papers were released on, in composite materials is one of them. There are many ways to generate nanofibers and electrospinning is a popular nanofiber generating method, capable of providing a way to generate nanofibers in a quick and cheap manner. Nylons are a kind of polymer and they are used for the electrospinning process actively. Nylon 6,6 is a member of this polymer family and is used for electrospinning frequently. In this work, nylon 6,6 nanofibers were electrospun and used as reinforcement material by being interleaved in epoxy/glass fiber composite material. For one group of nanofiber reinforced specimens, one nanofiber mat was interleaved in two glass fiber laminae and then placed into epoxy. For another group of nanofiber mat reinforced specimens, three nylon 6,6 nanofiber mats were interleaved in two glass fiber laminae and then placed into epoxy. Neat specimens where only two and four glass fiber laminae had been placed into epoxy were produced as well. All of the laminated composite materials were produced by using the lay-up method. The four group of specimens were tested by low velocity impact and tensile tests. The results were compared and examined. It's been concluded that even though there was a decrease in the load capacity of the composite materials, nylon 6,6 nanofiber mats improved the energy absorption capabilities of them.