Nanopartikül dağılımının nanokompozitlerin mekanik özelliklerine etkisinin incelenmesi

Abstract

Epoksi reçine içerisine nanopartikül katılarak elde edilen kompozit malzemelerde karıştırma veriminin mekanik özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi için iki farklı karıştırma yöntemi kullanılmıştır. Gezegensel santrifüj karıştırma ve mekanik karıştırma yöntemleri ile hazırlanarak numunelere, çekme, eğilme ve izod darbe deneyleri yapılmış ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. Bu çalışmalar ile ideal olan, homojen karışımın sağlanabildiği, mekanik özelliklerin daha yüksek değerlerde olduğu karıştırma yönteminin tespit edilmesi amaçlanmıştır. Çalışmada katkı maddesi olarak halloysit (HNT), NanoKil ve tungsten karbür (WC) nanopartikülleri kullanılmıştır. Her bir katkı maddesinden 150g Epoksi reçine içerisine ağırlıkça %1, %2, %3, %4 ve %5 oranlarında karıştırılmıştır. Elde edilen numuneler testlere tabi tutulduğunda her iki karıştırma yönteminde de değerlerde olumlu artış sağladığı görülmüştür. En iyi iyileşmeyi çekme dayanımında %30 oranında artış ile GSY ile hazırlanan HNT katkılı kompozit göstermiştir. NanoKil katkılı kompozitin tüm mukavemet değerlerinde düşüş görülmüş ve seçilen epoksi ile kullanılan yüzdeliklerde kullanıma uygun olmadığı anlaşılmıştır. WC katkılı numunelerde dayanım değerlerinde artışlar sağlamış, diğer katkı maddelerinden farklı olarak numunelere belirgin bir süneklik artışı kazandırdığı görülmüştür. Hazırlanan numunelerden çekilen SEM görüntülerinde GSY’nin karıştırma veriminde mekanik karıştırmaya göre daha etkili olduğu, homojen bir karışımın sağlandığı görülmüştür.

Two different mixing methods were used to examine the effect of mixing efficiency on the mechanical properties of composite materials obtained by adding nanoparticles into epoxy resin. Tensile, bending and Izod impact tests were performed on the samples prepared by planetary centrifugal mixing and mechanical mixing methods, and their mechanical properties were investigated. These studies aimed to determine the ideal mixing method, which provides a homogeneous mixture and has higher mechanical properties. Halloysite (HNT), NanoClay and tungsten carbide (WC) nanoparticles were used as additives in the study. 150g of each additive was mixed into the Epoxy resin at the rates of 1%, 2%, 3%, 4% and 5% by weight. When the samples obtained were subjected to tests, it was seen that both mixing methods provided a positive increase in values. The HNT-doped composite prepared with GSY showed the best improvement, with a 30% increase in tensile strength. A decrease was observed in all strength values of the NanoClay added composite and it was understood that it was not suitable for use in the percentages used with the selected epoxy. It provided increases in the strength values of WC-added samples and, unlike other additives, it was observed that it gave the samples a significant increase in ductility. In the SEM images taken from the prepared samples, it was seen that GSY was more effective in mixing efficiency than mechanical mixing and a homogeneous mixture was achieved.