NANOJELKOT KAPLAMALI CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİTLERİN YAŞLANDIRMA SONRASI MEKANİK, TERMAL VE FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ VE İSTATİSTİKSEL ANALİZİ

Abstract

Lif takviyeli polimer kompozitler sahip oldukları yüksek mukavemet ve hafiflik özelliklerinden dolayı klasik kompozitlere göre daha çok tercih edilirler. Montaj, tamirat ve üretim kolaylığından dolayı denizcilik alanlarında tercih edilen bu kompozitler çevresel şartlara maruz kalırlar. Olağanüstü özelliklere sahip olmalarına rağmen, ultraviyole radyasyona (UV), donma/çözülme döngülerine veya değişken hidrotermal koşullar gibi çevresel şartlara maruz kaldıklarında kullanım ömürleri azalır. Bu etkileri minimuma düşürüp kullanım ömürlerini optimum hale getirebilmek için lif takviyeli polimer kompozitlere jelkot kaplama uygulaması yapılır. Jelkotlar özellikle cam elyaf takviyeli polimer (CTP) kompozitler için yüzey görüntü kalitesi ve dış etkilere karşı performansı arttırmak maksadı ile kullanılır. En yaygın kullanılan jelkotlar, epoksi veya doymamış polyester bazlı termoset polimerlerdir. Literatürde CTP’lerin klasik jelkotlar ile kaplanarak çevresel şartlara karşı dayanım özelliklerini arttırma konusu üzerine çalışmalar mevcuttur. CTP’lerin kullanım ömürleri bu yöntem ile arttırılsa da daha uzun kullanım ömürlerine sahip kompozitlere ihtiyaç duyulmaktadır. Geleneksel olarak kullanılan jelkotlara kıyasla nanopartikül katkılı jelkotların mekanik ve bariyer özelliklerinin daha iyi olduğu bilinmektedir. Fakat nanopartikül katkılı jelkotların kompozitler için özellikle denizcilik alanlarında kullanılan CTP’ler için, kaplama uygulamalarında kullanılması ve bu kaplamanın kompozit malzemeyi çevresel şartlardan nasıl koruyacağı ile ilgili çalışmalar yok denilecek kadar azdır. Bu çalışmada cam elyaf takviyeli epoksi kompozitlerin yüzeyleri nanopartikül katkılı jelkotlar ile kaplanmış ve zorlu çevresel şartlara dayanıklılıkları test edilmiştir. Çalışma için cam elyaf seçilmesinin sebebi malzeme ve üretim maliyetinin düşük olması ve denizcilik alanında oldukça fazla kullanılmasıdır. Nanopartikül olarak literatürde de jelkot için olumlu katkıları olduğu bilinen titanyum dioksit (TiO2) ve nanokil kullanılmıştır. Kaplama yöntemi olarak püskürtme kaplama yöntemi tercih edilmiştir. Kompozitler donma/çözülme döngüsü ve değişken hidrotermal koşullara maruz bırakılmış ve ardından bu faktörlerin kompozit malzemenin mekanik ve termal özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Mekanik testler; çekme testi, eğilme testi, basma testi ve tabakalar arası kayma testleridir. Termal testler Diferansiyel termal analiz (DTA) ve Termogravimetrik analiz (TGA) testleridir. Testlerden sonra deneysel sonuçların birbirleri arasındaki ilişkileri ve anlam bağıntıları ANOVA analizi ile istatiksel olarak değerlendirilmiştir. Sonuç olarak nano TiO2’nin kompozit malzemenin hem mekanik hem de termal açıdan koruyucu özelliğini arttırdığı fakat nanokilin düşürdüğü tespit edilmiştir.