Halloysite ve Grafen Katkılı Cam Fiber Takviyeli Epoksi Matrisli Kompozit Malzemelerin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında katkısız, halloysite katkılı ve grafen katkılı cam fiber takviyeli epoksi matrisli kompozit ultrasonik karıştırıcı (katkı malzemesinin daha homojen karışımı sağlamak için) ve vakum infüzyon yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Üretilen kompozitlerin mekanik özellikleri incelenmiştir. Çalışmamda ilk önce epoksi ve cam elyaf karışımı ile oluşan dolgusuz kompozit, daha sonra epoksiye ağırlıkça %0,5, %1 ve %1,5 oranlarında halloysite eklenerek 3 adet plaka dolgulu kompozit levha ve son olarak da epoksiye ağırlıkça %0,5, %1 ve %1,5 oranlarında grafen eklenerek 3 adet plaka dolgulu kompozit ultrasonik karıştırıcı ve vakum infüzyon yöntemi kullanılarak toplam 7 plaka üretilmiştir. Plakalara çekme, basma ve eğilme testleri uygulamak için numuneler ASTM standartlara göre kesilerek hazırlanmıştır. Hazırlanan numunelere göre fiber yönünde (0⁰) ve fibere dik (90⁰) yönünde testler uygulanmış ve çıkan sonuçlar değerlendirilmiştir. 0° yönünde yapılan çekme deneyinde katkı malzemeleri çekme mukavemetini artırmış ve % uzama değerini düşürmüş ve malzeme daha sert hale gelmiştir. Basma testinde dayanımı %1 grafen nanopartikülü içeren kompozit en fazla yükseltmiştir. Bu yönde halloysite ve grafen malzemeyi esnek hale getirmiştir. Eğilme testinde katkı malzemeler dayanımını düşürmüş ve grafen katkısı ise esnekliğini artırmıştır. Liflere dik yönde çekme testinde grafen dayanımı düşürürken %1,5 halloysite katkısı yapıyı güçlendirmiştir. Katkı maddeleri malzemeyi sertleştirmiştir. Basma testinde hem halloysite hem grafen katkısı dayanımını artırmıştır. %0,5 oranında grafen katkılı malzeme deformasyonu artırırmıştır.

In this thesis study, glass fibre reinforced epoxy matrix composites with unmodified, halloysite-modified and graphene-modified additives were produced using an ultrasonic mixer (to ensure a more homogeneous mixture of the additive material) and the vacuum infusion method. The mechanical properties of the produced composites have been examined. In my study, I first examined a composite made of epoxy and glass fibre without filler, then three composite panels filled with plates containing 0,5%, 1%, and 1,5% by weight of halloysite to the epoxy, producing three filled composite plates. Finally, three filled composite plates were produced by adding 0,5%, 1%, and 1,5% by weight of graphene to the epoxy, using an ultrasonic mixer and vacuum infusion method, resulting in a total of seven plates. Specimens were cut and prepared in accordance with ASTM standards to perform tensile, compression and bending tests on the plates. Tests were conducted on the prepared samples in the fibre direction (0°) and perpendicular to the fibre (90°), and the results were evaluated. In the tensile test conducted in the 0° direction, the additives increased the tensile strength and decreased the % elongation value, and the material became harder. In the compression test, the composite containing 1% graphene nanoparticles showed the highest strength. In this regard, halloysite and graphene made the material flexible. In the bending test, the additives reduced the strength, while the graphene additive increased the flexibility. In the tensile test perpendicular to the fibres, graphene reduced strength, while a 1,5% halloysite addition strengthened the structure. The additives have hardened the material. In the compression test, both halloysite and graphene additives increased the strength. The material containing 0,5% graphene has increased deformation.