Termoplastik Poliüretanın Elektriksel ve Mekanik Özelliklerine Nano Boyutta Mika Katkısının Etkisi
Hazırlayan: Aysel ERSOY YILMAZ, Ayten KUNTMAN
İstanbul Üniversitesi Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü
Proje Özeti:
Son yıllarda elektrik-elektronik endüstrisinde yalıtkan malzeme olarak kullanılan
polimerlerin elektriksel, termal ve mekanik özelliklerinin iyileştirilmesinde organikinorganik
nanokompositler büyük bir önem kazanmıştır. Geçtiğimiz 20 yıl incelendiğinde
nanokomposit olarak hazırlanan nihai ürünlerin, elektriksel, mekanik, termal, optik ve
fiziko- kimyasal olarak sergiledikleri üstün özellikleri ile piyasadaki mevcut ürünlerin
yerini aldıkları görülmektedir. Poliüretan hem endüstride hem de günlük hayatta en
çok kullanılan ticari polimerik malzemedir. Elektrik- elektronik endüstrisinde düşük
gerilim seviyelerinden (anahtarlar, kablo yalıtkanı, vb.) yüksek gerilim seviyelerine (kablo
yalıtkanı, kaplama malzemesi, vb.) kadar pek çok noktada termoplastik poliüretanlar
yalıtım malzemesi olarak kullanılmaktadır. Termoplastik poliüretanlar, yüksek delinme
dayanımları, üstün mekanik ve kimyasal dayanımları, yanı sıra düşük duman seviyeleri
nedeni ile yüksek gerilim taşımayan yer altı kabloların yalıtımında etkin olarak
kullanılmaktadırlar. Bu çalışma ile hedeflenen elektrik endüstrisinde yalıtkan malzeme
olarak kullanılan termoplastik poliüretanların elektriksel ve mekanik özelliklerine
mika katkısının etkisinin incelenmesidir. Çalışma kapsamında biotite tabanlı mika
partiküller 1 nm ve 10 nm olarak iki farklı boyutta kullanılmıştır. Hazırlanan mika/
termoplastik poliüretan kompositler, değişik konsantrasyonlarda katkı içerecek şekilde
hazırlanmıştır.
Komposit örneklerin dielektrik özellikleri; dielektrik sabiti, kayıp faktörü, DC iletkenliği
ve delinme gerilimi seviyeleri hazırlanan AC ve DC deney düzenekleri ile çıkarılmıştır.
Her komposit örneğe 60 Hz frekansta, AC gerilim delinme gerçekleşene kadar 200 V/s
basamaklarla arttırılarak uygulanmıştır.
Mekanik özellikleri olarak hazırlanan örneklerin sıkma ve çekme dayanımları
çıkarılmıştır. Ayrıca örnekler üzerinde katkı oranına bağlı olarak gerçekeşen fiziksel
değişiklikler mikro boyuttta SEM resimleri ile incelenmiştir.
Farklı boyuttta ve konsantrasyonda hazırlanan mika/termoplastik nanokomposit
örnekler üzerinde gerçekleştirilen elektriksel ve mekanik testler sonucunda bu
nanokomposit için optimum katkı oranının 1 nm partikül boyutuna sahip %1 katkı oranı
olduğu görlmüştür.