Hibrit dokuma kumaşların performans özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Tekstil esaslı kompozitler hafiflikleri, yüksek dayanımları, yorulma ve korozyon dirençleri ile öne çıkmışlardır. Tekstil esaslı kompozitlerin kullanımı birçok sanayi alanında gün geçtikçe artmaktadır. Özellikle cam, karbon ve bazalt liflerinden elde edilen dokuma kumaşlar birçok sektörde çalışılmaktadır. Bazalt ile karşılaştırıldığında cam ve karbon hem akademik çalışmalarda hem de üretimde daha uzun süredir kullanılmaktadır. Bazalt ise son yıllarda kompozitlerin lif takviyesinde bir alternatif olarak ortaya çıkmıştır. Bazalt lifi çok yüksek sıcaklığa dayanabilir ve yüksek performanslı uygulamalarda kullanılabilirliği açısından öne çıkmaktadır. Bazalt lifleri E-cam liflerine göre kimyasal saldırıya, yük etkisine ve yangına karşı daha az zehirli dumanla güçlü bir direnç gösterirler. Ayrıca bazalt liflerinin geri dönüşümü cam liflerinden çok daha etkilidir. Bu çalışmada, 17 mikron incelikte, 1200 tex iplik numaralı bazalt, 3K, 12K karbon ve E tipi 300 tex numaralı cam iplikler bezayağı (plain) örgüsünde dokuma ile kumaş haline getirilmiştir. Ardından, bu kumaş yapılar uygun epoksi reçine ve sertleştirici ile bir araya getirilerek el ile yatırma yöntemiyle kompozit yapılar elde edilmiştir. Elde edilen bu kompozit yapılara çekme testi ve üç nokta eğilme testi uygulanarak mekanik özellikleri karşılaştırılmıştır. Deneylerden elde edilen sonuçlara göre; çözgü yönünde en büyük çekme ve eğilme dayanımına cam ile yapılan hibrit kompozitin, atkı yönünde ise en büyük çekme dayanımına 12K karbon ile yapılan hibrit kompozitin, en büyük eğilme dayanımına ise bazalt ile yapılan kompozitin sahip olduğu görülmüştür.

Textile-based composites stand out with their lightness, high strength, fatigue and corrosion resistance. The use of textile-based composites is increasing day by day in many industrial areas. Especially woven fabrics made of glass, carbon and basalt fibers are studied in many sectors. Glass and carbon have been used in both academic studies and production for many years. Basalt has emerged as an alternative to fiber reinforcement of composites in recent years. Basalt fiber can withstand very high temperatures and stands out for its usability in high performance applications. Basalt fibers show good resistance to chemical attack, load impact and fire with less toxic fumes than E-glass fibers. In addition, the recycling of basalt fibers is much more effective than glass fibers. In this study, 17-micron thick basalt with a yarn number of 1200 tex, 3K and 12K carbon and E type 300 tex numbered glass yarns were made into fabric by weaving in plain weave. Then, these fabric structures were combined with the appropriate epoxy resin and hardener and composite structures were obtained by hand lay-up method. The mechanical properties of these composite structures were compared by applying tensile test and three point bending test. According to the results obtained from the experiments; it has been observed that the hybrid composite made with glass has the highest tensile and bending strength in the warp direction, the hybrid composite made with 12K carbon has the highest tensile strength in the weft direction, and the composite made with basalt has the highest bending strength.