Yıl: 2018 Cilt: 33 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 1383 - 1396 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.416435 İndeks Tarihi: 27-02-2020

Kompozit malzeme üretiminde kullanılan polyesterlerin mekanik, termal ve kimyasal özelliklerine başlatıcı etkisinin incelenmesi

Öz:
Bu çalışmada farklı oranlarda başlatıcı kullanılarak, kompozit malzeme üretiminde kullanılan polyesterlerinfiziksel, kimyasal, termal ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Çalışma kapsamında, izoftalik ve ortoftalikpolyester reçineleri kullanılmıştır. Reçinelerin içerisine %1,0, %1,5, %2 ve %2,5 (v/v) oranlarında metil etilketon peroksit (MEKP) başlatıcı olarak ilave edilirken, %1,0, oranında da kobalt oktoat (C16H30CoO4)reaksiyon hızını ve verimini artırmak için katalizör olarak ilave edilmiştir. Çalışmada fiziksel özellikleribelirlemek için jelleşme sıcaklığı, jelleşme süresi, pik ekzoterm sıcaklığı ve viskozite analizleri yapılmıştır.Kompozitlerin termal kararlılığı termogravimetrik (TGA) analizler ile belirlenmiştir. Polimerizasyonsonucundaki moleküler etkileşimleri incelemek için FT-IR cihazı kullanılmıştır. Çekme dayanımı, çekme Emodülü,eğilme dayanımı ve eğilme E-modülünü belirlemek için Universal test cihazı kullanılmıştır. Sonuçolarak; başlatıcı oranının kompozitlerin mekanik özelliklerini etkilediği gözlenmiştir. Başlatıcı oranı vemekanik özellikler arasındaki ilişki incelendiğinde ise, izoftalik reçineden oluşan kompozitlerin mekanikdayanımlarının, ortoftalik reçineden oluşan kompozitlerden genel olarak daha yüksek olduğu belirlenmiştir.Dayanım değerleri açısından ise optimum başlatıcı oranının izoftalik ve ortoftalik reçineden elde edilenkompozit için %1 olduğu görülmüştür.
Anahtar Kelime:

Konular: Polimer Bilimi Orman Mühendisliği Malzeme Bilimleri, Kompozitler

Investigation of the initiator effect on mechanical, thermal and chemical properties of polyesters used in composite material production

Öz:
In the present study, the physical, chemical, thermal and mechanical properties of polyesters used in the production of composite materials were investigated by using initiators at different ratios. In scope of the study, orthophtalic and isophtalic resins were used. Methyl ethyl keton peroxide (MEKP) has been used as initiator with different ratio; 1,0%, 1,5%, 2,0% and 2,5% (v/v). Cobalt octaoate (C16H30CoO4) was added as catalyst in the rate of 1% to increase curing rate and yield of polymerization. Gelation temperature, gelation time, peak exotherm temperature and viscosity analysis were carried out to determine those physical parameters. Thermal stabilities were determined with Thermogravimetric analyzes (TGA). Fourier transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) was used to investigate the molecular interaction in the end of the polymerization. Mechanical properties (tensile strength, elastic modulus, flexture strength and flexture modulus) were determined with the Universal Test Machine. As the result, the mechanical properties of the unsaturated polyester resin changed based on the initiator ratio. When the relation between initiator ratio and the mechanical properties is examined, mechanical strengths of the composites composed of the isophthalic resin have generally higher than the composites composed of the orthophtalic resin. Optimum initiator ratio for mechanical strength values were determined as 1% for the composites obtained from isophtalic and orthophtalic resins.
Anahtar Kelime:

Konular: Polimer Bilimi Orman Mühendisliği Malzeme Bilimleri, Kompozitler
Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • Kaştan A., Yalçın Y., Ünal H., Talaş Ş., Investigation on thermal properties of nanoclay added polyamide 6/high density polyethylene (HDPE) composites, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 32 (1), 89-99, 2017.
  • Callister W.D. and Rethwisch D.G., Materials Science and Engineering, Eight Edition, Çeviren: Kenan Genel, Nobel Yayınları, 626-667, 2013.
  • Deans T., Schiraldi D.A., Flammability of polyesters, Polymer, 55 (12), 2825-2830, 2014.
  • Boenig HV., Unsaturated polyester: structure and properties, Elsevier, 1964.
  • Yılmaz M.G., Cam elyaf katkılı doymamış polyester malzemelerde mineral katkıların mekanik ve tribolojik özellikleri, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya, 2006.
  • Varma I.K. and Gupta V.B., Thermosetting ResinProperties. Comprehensive Composite Materials, 2, 1- 56, 2003.
  • Haddad H., Al Kobaisi, M., Influence of moisture content on the thermal and mechanical properties and curing behavior of polymeric matrix and polymer concrete composite, Materials& Design, 49, 850-856, 2013.
  • Kaundal R., Patnaik A., Satapathy A. Mechanical characterizations and development of erosive wear model for Al2O3-filled short glass fiber-reinforced polymer composites. Materials Design and Applications, 0 (0), 1-16, 2016.
  • Singh P., Kaushik A., Kaur K. Mechanical properties and swelling behavior of short glass fiber reinforced polyester composites. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 18 (6), 543-559, 2005.
  • Marcovich N.E., Ostrovsky A.N., Aranguren M.I., Reboredo M.M. Resin–sisal and wood flour composites made from unsaturated polyester thermosets. Composite Interfaces, 16 (7-9), 639-657, 2009.
  • Isa M.T., Ahmed A.S., Aderemi B.O., Taib R.M., Mohammed-Dabo I.A. Effect of fiber type and combinations on the mechanical, physical and thermal stability properties of polyester hybrid composites. Composites Part B: Engineering, 52, 217-223, 2013.
  • Yaşar İ., Arslan F., Sürekli cam elyaf takviyeli polyester matrisli kompozitlerde elyaf hacim oranı ve elyaf doğrultusunun tribolojik özelliklere etkisi, Turkish Journal of Engineering and Environmental Sciences, Tübitak, 24, 181-191, 2000.
  • Ateş E., Aztekin K., Çakır R., Determination of the density and compression strength optimization of without filling material composites, Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi, 28, 287-297, 2010.
  • Beheshty M.H, Nasiri H., Vafayan M., Gel time and exotherm behaviours studies of an unsaturated polyester resin initiated and promoted with dual systems. Iranian Polymer Journal, 14 (11), 990-999, 2005.
  • Cao X., Lee L.J., Control of shrinkage and residual styrene of unsaturated polyester resins cured at low temperatures: I. Effect of curing agents, Polymer, 44, 1893-1902, 2003.
  • Tolun C., Dikdörtgen Elasto-Plastik Kompozit Plakların Dinamik Analizi, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2008.
  • Campbell Jr, Flake C., Manufacturing processes for advanced composites, Elsevier, 2003.
  • Laoubi K., Hamadi Z., Benyahia AA., Serier A., Azari Z., Thermal Behaviour of E-glass fiber-reinforced unsaturated polyester composites, Compsites: Part B, 56, 520-526, 2014.
  • Marliana, M.M., Hassan, A., Yuziah, M.N., Khalil, H.A., Inuwa, I.M., Syakir, M.I., Haafiz, M.M. Flame retardancy, Thermal and mechanical properties of Kenaf fiber reinforced Unsaturated polyester/Phenolic composite. Fibers and Polymers, 17 (6), 902-909, 2016.
  • Varga Cs., Miskolczi N., Bartha L., Lipoczi G., Improving the mechanical properties of glass-fibrereinforced polyester composites by modification of fibre surface, Materials and Design, 31, 185-193, 2010.
  • ISO 291. Plastics-standart atmospheres for conditioning and testing, Fourth edition 2008-05-01.
  • ISO2535:2001. Plastics-Unsaturated-polyester resinsMeasurement of gel time at ambient temperature, Third edition, 2001-07-15.
  • ASTM D 3056-05, 2008. Standard Test Method for Gel Time of Solventless Varnishes.
  • ASTM D 2471-99. Standard Test Method for Gel Time and Peak Exothermic Temperature of Reacting Thermosetting Resins
  • ASTM 2196-05. Standard Test Methods for Rheological Properties of Non-Newtonian Materials by Rotational Viscometer 26. ISO 3344:1997-05-15. Reinforcement productsDetermination of moisture content
  • TS EN ISO 527-1:2012(E). Plastics-Determination of tensile properties. Part 1: General principles
  • BS EN ISO 178:2003 Plastics-Determination of Flexural Properties
  • Waigaonkar S, Babu B, Rajput A, Curing studies of unsaturated polyester resin used in FRP products, Indian Journal of Engineering & Material Sciences, 18, 31-39, 2011.
  • Martin JL, Kinetic analysis of an asymmetrical DSC peak in the curing of anunsaturated polyester resin catalysed with MEKP and cobalt octoate, Polymer, 40, 3451–3462, 1999.
  • Sriloy N, Wimolmala E, Sombatsompop N, Kumnuantip C, Thongin C, Effects of silica based fillers, surface treatment and curing method on mechanical properties of silica/unsaturated polyester composites, Macromelcular Research, 18 (4), 372-379, 2010.
APA EREN S, poyraz b, Gökçe N, ŞAMANDAR A, Aykanat B, SUBAŞI S (2018). Kompozit malzeme üretiminde kullanılan polyesterlerin mekanik, termal ve kimyasal özelliklerine başlatıcı etkisinin incelenmesi. , 1383 - 1396. 10.17341/gazimmfd.416435
Chicago EREN SEVKI,poyraz bayram,Gökçe Neslihan,ŞAMANDAR AYHAN,Aykanat Batuhan,SUBAŞI Serkan Kompozit malzeme üretiminde kullanılan polyesterlerin mekanik, termal ve kimyasal özelliklerine başlatıcı etkisinin incelenmesi. (2018): 1383 - 1396. 10.17341/gazimmfd.416435
MLA EREN SEVKI,poyraz bayram,Gökçe Neslihan,ŞAMANDAR AYHAN,Aykanat Batuhan,SUBAŞI Serkan Kompozit malzeme üretiminde kullanılan polyesterlerin mekanik, termal ve kimyasal özelliklerine başlatıcı etkisinin incelenmesi. , 2018, ss.1383 - 1396. 10.17341/gazimmfd.416435
AMA EREN S,poyraz b,Gökçe N,ŞAMANDAR A,Aykanat B,SUBAŞI S Kompozit malzeme üretiminde kullanılan polyesterlerin mekanik, termal ve kimyasal özelliklerine başlatıcı etkisinin incelenmesi. . 2018; 1383 - 1396. 10.17341/gazimmfd.416435
Vancouver EREN S,poyraz b,Gökçe N,ŞAMANDAR A,Aykanat B,SUBAŞI S Kompozit malzeme üretiminde kullanılan polyesterlerin mekanik, termal ve kimyasal özelliklerine başlatıcı etkisinin incelenmesi. . 2018; 1383 - 1396. 10.17341/gazimmfd.416435
IEEE EREN S,poyraz b,Gökçe N,ŞAMANDAR A,Aykanat B,SUBAŞI S "Kompozit malzeme üretiminde kullanılan polyesterlerin mekanik, termal ve kimyasal özelliklerine başlatıcı etkisinin incelenmesi." , ss.1383 - 1396, 2018. 10.17341/gazimmfd.416435
ISNAD EREN, SEVKI vd. "Kompozit malzeme üretiminde kullanılan polyesterlerin mekanik, termal ve kimyasal özelliklerine başlatıcı etkisinin incelenmesi". (2018), 1383-1396. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.416435
APA EREN S, poyraz b, Gökçe N, ŞAMANDAR A, Aykanat B, SUBAŞI S (2018). Kompozit malzeme üretiminde kullanılan polyesterlerin mekanik, termal ve kimyasal özelliklerine başlatıcı etkisinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 33(4), 1383 - 1396. 10.17341/gazimmfd.416435
Chicago EREN SEVKI,poyraz bayram,Gökçe Neslihan,ŞAMANDAR AYHAN,Aykanat Batuhan,SUBAŞI Serkan Kompozit malzeme üretiminde kullanılan polyesterlerin mekanik, termal ve kimyasal özelliklerine başlatıcı etkisinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 33, no.4 (2018): 1383 - 1396. 10.17341/gazimmfd.416435
MLA EREN SEVKI,poyraz bayram,Gökçe Neslihan,ŞAMANDAR AYHAN,Aykanat Batuhan,SUBAŞI Serkan Kompozit malzeme üretiminde kullanılan polyesterlerin mekanik, termal ve kimyasal özelliklerine başlatıcı etkisinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.33, no.4, 2018, ss.1383 - 1396. 10.17341/gazimmfd.416435
AMA EREN S,poyraz b,Gökçe N,ŞAMANDAR A,Aykanat B,SUBAŞI S Kompozit malzeme üretiminde kullanılan polyesterlerin mekanik, termal ve kimyasal özelliklerine başlatıcı etkisinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2018; 33(4): 1383 - 1396. 10.17341/gazimmfd.416435
Vancouver EREN S,poyraz b,Gökçe N,ŞAMANDAR A,Aykanat B,SUBAŞI S Kompozit malzeme üretiminde kullanılan polyesterlerin mekanik, termal ve kimyasal özelliklerine başlatıcı etkisinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2018; 33(4): 1383 - 1396. 10.17341/gazimmfd.416435
IEEE EREN S,poyraz b,Gökçe N,ŞAMANDAR A,Aykanat B,SUBAŞI S "Kompozit malzeme üretiminde kullanılan polyesterlerin mekanik, termal ve kimyasal özelliklerine başlatıcı etkisinin incelenmesi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 33, ss.1383 - 1396, 2018. 10.17341/gazimmfd.416435
ISNAD EREN, SEVKI vd. "Kompozit malzeme üretiminde kullanılan polyesterlerin mekanik, termal ve kimyasal özelliklerine başlatıcı etkisinin incelenmesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 33/4 (2018), 1383-1396. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.416435