Page 34 - Putech&composites_nisan_mayıs_haziran_2015_sayı_24

Basic HTML Version

32
Nisan / Mayıs / Haziran 2015
1. Giriş
Nanokompozit malzemeler üstün optik, termal, elektro-
nik, fotonik, manyetik, reolojik, yapısal ve mekanik nite-
liklerinden dolayı her geçen gün kullanımları artmaktadır.
Plastik sektöründe büyük paya sahip olan, otomotiv, kap-
lama, biyomedikal ve paketleme sanayileri en önemli kulla-
nım alanlarıdır. Genel bir tanımla; iki veya daha fazla mal-
zemenin, iyi özelliklerini bir araya toplamak ya da ortaya
yeni bir özellik çıkarmak için, mikro veya makro seviyede
heterojen karışımıyla oluşan malzemeye “kompozit malze-
me” denir. Nanokompozitler, sürekli bir polimer matris içe-
risine dağılmış en az bir boyutu 100 nanometreden küçük
olan takviye malzemeleri içeren heterofazlı kompozit ya-
pılardır. Takviye malzemeler genellikle kompozitin yapısal
performansını diğer özelliklerinden ödün vermeden geliş-
tirmek amacıyla kullanılsa da bazı durumlarda kompozitin
hem yapısal hem de fonksiyonel özelliklerini büyük ölçüde
geliştirmektedir. Bu durum; başta otomotiv ve spor ürün-
leri olmak üzere kompozitlerin yeni uygulamalarda kullanı-
mını sağlamıştır [1].
Polimerik nanokompozitlerde takviye malzemelerinin bo-
yutlarından en az birisi nano (metrenin milyarda biri) sevi-
yesinde olup genellikle polimer matrisinin özelliklerini daha
yüksek oranda iyileştirmek için kullanılmaktadır. Endüstri-
de en çok kullanılan nanoboyutlu takviye malzemeleri na-
nokiller (tek boyutu nano seviyesinde), nanolifler (iki boyu-
tu nano seviyesinde), nanotüpler (iki boyutu nano seviye-
sinde) ve nanopartiküller (üç boyutu nano seviyesinde)’dir
(Şekil 1).
Nanokompozitlerin yaygın olarak kullanılabilmesi için bazı
sorunların aşılması gerekmektedir. Bunların başında nano-
takviye malzemelerinin maliyetlerinin düşürülmesi, takviye
malzemelerinin homojen bir şekilde matriste dağıtılması ve
üretim tekniklerinin standardize edilmesidir. Nanokompo-
zitler büyük faydalar sağlasa da yapısal mukavemet değer-
leri genellikle geleneksel takviyelerden düşük kalmaktadır ve
ek özellikler mutlaka dikkate alınmalıdır. Nanoboyuttaki tak-
viye malzemeleri matris içinde ağırlıkça düşük oranlarda kul-
lanılarak mekanik özelliklerde belirli bir iyileşme sağlanabilir.
Yapısal dayanım ve sertlik dışındaki diğer özellikleri de iyi-
leştirebilen nanoboyutlu takviye malzemeleri de mevcuttur.
Dolayısıyla endüstride birçok uygulamada değişik özelliklere
sahip nanokompozit malzemelerin geliştirilmesi üzerine Ar-
Ge faaliyetleri yoğun bir şekilde devam etmektedir. Bu çalış-
mada polimerik malzemelerin mekanik, aşınma ve yanmaz-
lık özelliklerinin nanoboyutlu takviye malzemelerin ilavesiyle
iyileştirilmesi incelenecektir.
2. Polimerik Malzemelerin Üretiminde Nanodolguların
Kullanımı
Nanoboyutlu takviyelendiricilerin polimerizasyon ortamında
ilavesi ya da diğer yaklaşımların olduğu durumlarda, poli-
merik nanokompozitlerden iyi özellikler elde edebilmek zor-
lu bir süreçtir. Polimerlerle nanotakviye malzemelerin eriyik-
te karıştırılması günümüzde aktif olarak geliştirilmeye çalışı-
lan bir yöntemdir. Bu bölümde bahsedilen mevcut teknolo-
jiler ise tam bir tartışma konusudur. Tek bir işleme yaklaşı-
mı ile her sistem için geçerli kompozitler yapılamadığı gibi
farklı işleme teknikleri de genellikle aynı sonuçları vermezler.
Polimerik Malzemelerin Özelliklerinin Nanodolgularla
İyileştirilmesi
Makale
Serhat Oran
Yüksek Lisans Öğrencisi
Polimer Mühendisliği Bölümü
Mühendislik Fakültesi
Yalova Üniversitesi
Şekil 1.
Nanoboyutlu takviye malzemeleri
Şekil 2.
Nanopartiküllerin matris içinde ayrılma ve dağılma
şeması [1]
Cenk Kurtuluş
Yüksek Lisans Öğrencisi
Polimer Mühendisliği Bölümü
Mühendislik Fakültesi
Yalova Üniversitesi
Doç. Dr. Mehmet Atilla Taşdelen
Polimer Mühendisliği Bölümü
Mühendislik Fakültesi
Yalova Üniversitesi