UV IŞINLARI İLE SERTLEŞEBİLEN STİREN İÇERMEYEN CAM ELYAF TAKVİYELİ YENİ KOMPOZİT MALZEMELERİN HAZIRLANMASI
Hazırlayan: Hatice Burcu HANAY1, Sevim KARATAŞ1, Atilla GÜNGÖR1
Marmara Üniversitesi, Kimya Bölümü 34722 Göztepe-İstanbul
Proje Özeti:
Kompozit malzemelerin geleneksel olarak kullanılan malzemeler karşısında üstün
mekanik ve termal özellikler sergilemesi, son yıllarda bunların üretim yöntemleri
üzerinde de yoğun çalışmalar yapılmasına yol açmıştır. Bilindiği üzere endüstride
kompozit malzeme üretiminde en yaygın kullanılan metot termal yolla hazırlama
yöntemidir. Fakat günümüzde artan çevre problemleri nedeni ile son yıllarda kompozit
malzemelerin UV (ultraviyole) ışınları ile sertleştirilme yöntemine doğru bir yönelme
söz konusudur. Genelde UV ışınlarının kullanıldığı sistemlerin avantajlarını şöyle
sıralayabiliriz:
•Termal yöntemlere göre daha hızlı bir şekilde proses edilmesi,
•Geleneksel kompozit malzemeler yüksek sıcaklıklarda termal yöntemler ile
hazırlandığı için fazla enerji gerektirmektedir ve degradasyon riski taşımaktadır. Fakat
UV ışınları ile daha düşük sıcaklıklarda (hatta oda sıcaklığında) kompozit malzemeler
hızlı bir şekilde hazırlanabilmektedir.
Polimerik kompozit malzemelerde matriks olarak genellikle epoksi reçineler,
poliesterler, vinil esterler, fenolik reçineler, silikon reçineleri kullanılmaktadır. Bununla
birlikte takviye edici malzeme olarak da çeşitli aramidler, cam, asbest, karbon, bor
ve silisyum karbür elyaf gibi organik ve inorganik esaslı yüksek performanslı elyaflar
kullanılmaktadır. Kompozitlerde kullanılan matriksin görevi, takviye edici malzeme
olarak kullanılan elyafları bir arada tutmak, yükü elyaflara dağıtmak, ayrıca elyafları
dış etkenlerden korumaktır. İdeal bir matriks malzemesinde en önemli özellik
başlangıçta düşük viskozitede ve kolay işlenebilir olmasıdır.
Bu çerçevede yapılan çalışmada, ilk önce matriks olarak kullanılacak olan Bisfenol A
esaslı dendrimerik yapıda doymamış poliesterler sentezlendi ve yapıları aydınlatıldı.
Bir sonraki aşamada ticari olarak bulunabilen tek ve çok fonksiyonel gruplar içeren
reaktif çözücüler kullanılarak farklı kompozisyonlarda formülasyonlar hazırlandı.
Formulasyon hazırlamanın son aşamasında gelişigüzel dağılmış E-glass türü
cam elyaf kullanarak farklı kimyasal yapılarda cam takviyeli kompozit malzemeler
hazırlandı. Elde edilen kompozit malzemeler matriks/cam elyaf oranına bağlı olarak
mekanik dayanımı ve termal özellikleri incelenerek karakterizasyonu yapıldı.
Hem çevreci hem de ekonomik olan, UV ışınlarıyla kompozit malzeme hazırlama
yöntemi stiren içermeyen cam elyaf takviyeli yeni kompozit malzemeler, hafif
malzemelerin kullanımını gerektiren inşaat, otomotiv, gemicilik, uzay ve havacılık
sektörlerinde, ev araç ve gereçleri üretimi vb gibi alanlarda geniş uygulama alanı
bulmuştur. Halen birçok yüksek teknolojiye sahip gelişmiş ülkelerin yanı sıra
gelişmekte olan ülkelerde de bu alanda yoğun araştırma-geliştirme (AR-GE)
faaliyetlerinin devam eden bir konu olması bu projenin önemini daha da arttırmaktadır.