Yapısal Kompozit Laminatların Polimer Bazlı Nanofiber ve Karbon Nanotüp Arayüz Kullanımıyla Güçlendirilmesi
Hazırlayan: Kaan Bilge, Elif Özden, Eren fiimşek,Yusuf Z. Menceloğlu, Melih Papila
Sabancı Üniversitesi, İleri Kompozit ve Polimer Sentez Laboratuvarı (AC2PL)
Proje Özeti:
Yapısal kompozitelerin kullanımı, özellikle ağırlık-mukavemet kıyasının kritik olduğu
uygulamalarda, gün geçtikçe artmaktadır. Bu yapıların çok katlı ve anizotropik oluşu
çalışma koşulları ve çeşitli yüklemeler sırasında katlar arası kritik kesme kuvvetlerinin
oluşmasına ve yapıda delaminasyon temelli prematüre kırılımaların görülmesine yol
açmaktadır. Kat dikimi, laminasyon dizilim değişimi, silikon bazlı güçlendiricilerin
kullanımı ve kimyasal yapılştırıcıların kullanımı bu problem için öngörülen geleneksel
çözüm yöntemlerinden bazıları olmakla birlikte herbirinin uygulanması yapıda ağırlık
artımı, kimyasal uyuşmazlık ve dizayn ile gelen kısıtlamara sebep olur. Bu çözümlere
alternatif olarak, son yıllarda yapılan çalışmalarda elektrospin yöntemiyle üretilen
polimeriknanofibelerin arayüz güçlendirmede kullanılabilineceği önerilmiştir.
Bu motivasyon ile proje gurubu polistiren glisidil metakrilat kopolimer bazlı
nanofiberlerin bu alandakini uygulanışını sistematik bir şekilde incelemiştir. Fiberlerin
epoksi bazlı matrislerle olan etkileşimi, polimerik fiberler üstünde karbon nanotüp
dağılımı ve nanotüp konstrasyonunun fiber morfolojisine etkileri detaylı olarak
incelenmiş ve rapor edilmiştir. Bu raporlar sonucunda amaç uygulama alanına(yapısal
kompozitler) yönelik araştırmalar da sonuçlandırılmış ve raporlanmıştır.
Sonuçlar göz önüne alındığında P(St-co-GMA) bazlı fiberlerin epoksi bazlı matrislerle
oldukça uyumlu olduğu gözlenmiş ve bu uyumluluk bir çok mekanik özellik artışında
da kendini göstermiştir. Ayrıca nanotüplerin nanofiberler üstündeki dağılışı ve bunun
mekanik getirileri de tartışılmıştır. Bu noktada değinilmesi gereken en önemli
nokta, bu gelişmenin kayda değer bir kalınlık ve ağırlık artışı olmadan sağlanmış
olmasıdır.Belirtilen özellikler ele alındığında çalışmaların özgün değerinin yanısıra
endüstriyel önemi de artmaktadır. Önerilen malzemenin kullanımının, kompozit
parçaların kullanıldığı uçak, otomotiv, tekne ve savunma sanayinde çok faydalı olacağı
düşünülmektedir. Özellikle süreçin seri üretime geçirilmesi ve kompozit laminat
üretimiyle eş zamanlı yapılabilmesinin endüstriyel anlamda öncü ve faydalı olacağı
düşünülmektedir.