16
14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyon © 2017 Kompozit Malzemeler Kompozit malzeme, iki veya daha fazla malzemenin makro düzeyde birleşmesine denir. Kompozit malzeme, kendisini oluşturan malzemelerin her birinden farklı özelliklere sahip bir bileşik malzemedir. Günümüzde en çok kullanılan kompozitlerden biri betondur, çimento ve kumdan meydana gelen matris malzemesi, çelik çubuklar ile desteklenir. Bir diğer tanınmış kompozit ise kerpiçtir. Çamur ve samanın karıştırılmasıyla ile oluşturulan bu malzeme oldukça eskiden beri bilinen belki de insanlık tarihinin en eski yapı malzemesidir ve halen Türkiye’de kırsal kesimde kullanılır. Bazı ülkelerde, (Örn; Yemen’de) bu yapı malzemesinden çok katlı yüksek yapılar inşa edilir. • Kompozit malzemeler, şekil 1 de görüldüğü gibi matris ve takviye malzemesinden oluşurlar. Genellikle takviye (fiber) malzemesi; karbon, cam veya aramid olurken matris malzemesi ise epoksi reçineden oluşmaktadır . Şekil 1. Kompozit malzeme de kullanılan fiber ve reçine Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

  • Upload
    others

  • View
    39

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

14.05.2017

1

POLİMER MALZEMELER

Doç. Dr. Atilla EVCİNAfyon © 2017

Kompozit Malzemeler

• Kompozit malzeme, iki veya daha fazla malzemeninmakro düzeyde birleşmesine denir. Kompozitmalzeme, kendisini oluşturan malzemelerin herbirinden farklı özelliklere sahip bir bileşik malzemedir.

• Günümüzde en çok kullanılan kompozitlerden biribetondur, çimento ve kumdan meydana gelen matrismalzemesi, çelik çubuklar ile desteklenir. Bir diğertanınmış kompozit ise kerpiçtir.

• Çamur ve samanın karıştırılmasıyla ile oluşturulan bumalzeme oldukça eskiden beri bilinen belki de insanlıktarihinin en eski yapı malzemesidir ve halen Türkiye’dekırsal kesimde kullanılır.

• Bazı ülkelerde, (Örn; Yemen’de) bu yapımalzemesinden çok katlı yüksek yapılar inşa edilir.

• Kompozit malzemeler, şekil 1 de görüldüğügibi matris ve takviye malzemesindenoluşurlar. Genellikle takviye (fiber)malzemesi; karbon, cam veya aramid olurkenmatris malzemesi ise epoksi reçinedenoluşmaktadır .

Şekil 1. Kompozit malzeme de kullanılan fiber ve reçine

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Page 2: 10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

14.05.2017

2

Takviyeli fiberler veya dokumalar kompozitmalzemeyi güçlü dayanıklı kılar. Buna karşılıkmatrisler kompozit malzemeye katılık verir vemalzemeyi çevresel etkilere karşı dirençli kılar.

Şekil 2. Sürekli fiber ve kısa fiber kompozitler

Takviyeli fiberlerin farklı biçimleri (şekil 2)vardır. Bunlar uzun sürekli fiberler ve kısafiberlerdir. Kısa fiberler uzun fiberlerin kesilmişhalidir. Kısa fiberlere kırpılmış fiberlerde denir.

• Fiberler uygulama (yapısal veya yapısalolmayan) ve üretim metoduna göre uzun süreklifiberler veya kısa fiberler tercih edilir.

• Yapısal uygulamalar için uzun fiberler bunakarşılık yapısal olmayan uygulamalarda kısafiberler tercih edilirler.

• Enjeksiyonlu kalıplama ve hazır kalıplamalıüretim metodlarında kısa fiberler tercih edilir.

• Elyaf sarma ve profil çekme üretimyöntemlerinde sürekli fiberler tercih edilirler.

1. Polimer Matrisli Kompozitler2. Metal matrisli kompozitler3. Seramik matrisli kompozitler

Kompozit malzeme ince tek bir tabaka oluşturanmatris malzemesi içine elyaflar, whiskerler veyaparçacıklardan veya değişik tabaka katmanlarındanoluşan tabakalı kompozitler de oluşabilir.

Kompozit malzemeler genellikle matris malzemesine göre üçe ayrılırlar ;

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Page 3: 10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

14.05.2017

3

Çizelge 1. Matris, Takviye elemanı ve kompozit malzeme yapı tipleri

• Polimer matrisli kompozit malzeme çizelge 1.de görüldüğü gibi matrisi polimer olanmalzemelerdir. Bu malzemeler belirli yönlemeaçılarıyla klasik laminasyon tekniği dediğimiztabakalar şeklinde üretilirler.

• Teknolojide polimer matrisli kompozitmalzemeler 1940’lı yıllarda havacılık sektörünehizmet vermek üzere geliştirilmeyebaşlanmışlardır. Amaç, çelik ve alüminyumalaşımları gibi konvensiyonel malzemelerinyerine daha düşük ağırlıklı ancak dahamukavemetli, sertlik değeri, aşınma dayanımıve kırılma tokluğu yüksek malzemeleringeliştirilmesiydi .

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Page 4: 10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

14.05.2017

4

FİBERLER VE MATRİSLER

• Bir kompozit malzeme, fiberlerle (elyaf)takviyelenmiş plastik reçinelerden oluşur.

• Bir kompozit malzemenin davranışınıanlamak için kompozit malzemedekifiberlerin ve matris malzemelerin görevlerininbilinmesi gerekir.

• Fiberlerin ve matris malzemelerin önemligörevleri aşağıda verilmiştir.

Bir kompozit malzemedeki fiberlerin görevleri;

1. Bir kompozit malzemeye uygulana kuvvetinyükünün çoğunu fiberler taşır. Yükün neredeyse%90 fiberler tarafından taşınır.

2. Fiberler, yüksek elastik modüle, sertlike veyüksek sıcaklıktaki dayanımları ve diğer yapısalözellikleriyle kompozit malzemeyi kararlı kılar.

3. Kompozit malzemenin elektrik iletkenliği ya dayalıtım özellikleri kullanılan fiber malzemelerinözelliğine bağlıdır.

Bir kompozit malzemedeki matrislerin görevleri

1. Matris malzeme fiberleri bir arada tutar,böylece fiberlerin bireysel hareket etmesineengel olur.

2. Matris malzeme kompozit malzemeyeyüklenen yükü fiberlere transfer eder.

3. Matris malzeme kompozit malzeme ye şekilverdiği gibi malzemenin katı durmasınısağlar.

4. Matris malzeme, çevresel faktörlerin vermişolduğu kimyasal ve fiziksel zararlara karşıkompozit malzemeyi korur.

POLİMER FİBERLERİN KULLANIM ALANLARI

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Page 5: 10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

14.05.2017

5

• Polimerik matrisli kompozitler (PMC), birçokmühendislik uygulamalarında tercih edilenmalzeme özelliklerine sahiptir.

• Özgül katılık ve dayanım, darbe özellikleri veaşınma dayanımı gibi faktörler, bumalzemeleri özellikle uçak sanayii, inşaatmühendisliği, gemi ve otomobil endüstrisi içincazip kılmaktadır.

• Uygulamaların birçoğu dinamik yüklemekoşulları altında çalışmaktadır.

• Uçak endüstrisinde; kanatlar, türbin bıçaklarıgibi birincil uçak yapılarında bu malzemelerkullanılmaktadır.

• Bu malzemeler kuş saldırıları veya yabancımaddelerden kaynaklanan yüksek hızdadarbelere maruz kalmaktadır.

• Otomotiv, gemi ve inşaat yapıları da kullanımsırasında yabancı maddelerden dolayıyüksek hızlı darbelere eğilimlidirler.

Şekil 3. Uçaklarda kullanılan kompozit yapılar .

Şekil 5. Uydu bilesenleri olarak kullanılan kompozit yapılar

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Page 6: 10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

14.05.2017

6

• Savaş gemilerinde de lif takviyeli kompozitleruzun süredir kullanılmaktadır. 1970 yılındaİngiltere’ de cam lifi takviyeli polimerik kompozitmalzeme kullanılarak, “Wilton” adlı mayıntemizleyici gemi yapılmıştır .

• Bu gemilerde polimerik kompozitlerin tercihedilme nedeni manyetik olmayan bir malzemeolmasıdır.

• Normalde bu amaçla ahşap malzemekullanılmakta idi. Ancak ahşap malzeme suabsorbe ettiği için, zaman içerisindebozunmakta ve özelliklerini kaybetmektedir.

• Kompozit malzemelerin, manyetik olmamaözelliğinin yanı sıra; düşük ağırlık, mükemmelçarpma dayanımı ve düşük sinyal bırakmaözellikleri önemli karakteristikleri arasındadır.

• Günümüzde, ağırlık ve dayanımın kritikolduğu uygulamalarda karbon lifi takviyelikompozitler kullanılmaktadır. Kompozit birtekne aynı boyut ve dayanımda çelik birtekneye göre % 40 - 60 daha hafifolmaktadır.

• Lif takviyeli sandviç yapılı kompozitlermanyetik olmayan bir yapıda olduklarındandüşük manyetik ve elektriksel iz bırakmaözelliği gösterirler.

• Aynı zamanda ısıl izolasyonu iyi olan buyapılar, düşük IR-sinyali göndermektedirler.Yapısal sönümleme kabiliyetleri yüksekolduğundan düşük akustik sinyal sağlarlar.

• Bu yapıların yüzeyleri pürüzsüz olduğundanradara yakalanma riski önemli ölçüde (% 99’lara kadar) azalmaktadır.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Page 7: 10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

14.05.2017

7

FİBERLER

Fiberlere değişik kaynaklarda lifler veyaelyaflarda denilmektedir. Bu malzemelermatris malzemenin içinde yer alıp kompozitmalzemelerin en önemli mukavemetelemanlarıdır.

1-Cam Fiberler

Cam elyafın esasını silis-kum (SiO2)meydana getirmekle beraber belirli oranlardasodyum, kalsiyum, alüminyum, bor ve demirgibi elementlerin oksitlerinden oluşur.Polimer esaslı kompozitlerde yaygın olarakkullanılan ve en ucuz olan takviyeelemanıdır.

Cam elyafların bazı özellikleri (A.S.M., 1984).- Yüksek çekme mukavemetine sahiptirler, birim

ağırlık başına mukavemeti çeliğinkindenyüksektir.

- Isıl dirençleri düşüktür. Yanmazlar, ancakyüksek sıcaklıkta yumuşarlar. Bu özelliklerikatkı malzemeleri kullanılarak iyileştirilebilir.

- Kimyasal malzemelere karşı dirençlidirler.- Nem absorbe etme özellikleri yoktur, ancak

cam elyaflı kompozitlerde matris ile cam elyafarasında nemin etkisi ile bir çözülme olabilir.

- Elektriği iletmezler. Bu özellik sayesindeelektriksel yalıtımın önem kazandığıdurumlarda cam elyaflı kompozitlerinkullanılmasına imkan tanırlar.

2-Bor FiberlerBor elyaflar aslında kendi içlerinde kompozityapıdadırlar. Çekirdek olarak adlandırılanince bir flamanın üzerine bor kaplanarak imaledilirler. Çekirdek genellikle Tungstendir.Karbon çekirdek de kullanılabilir ancak buyeni bir uygulamadır .

Bor elyafların Silisyum Karbür (SİC) veya BorKarbür (B4C) kaplanmasıyla yükseksıcaklıklara dayanım artar. Özellikle borkarbür kaplanmasıyla çekme mukavemetiönemli ölçüde artırılabilir.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Page 8: 10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

14.05.2017

8

3-Silisyum Karbür Fiberler

Bor gibi, Silisyum karbürün tungsten çekirdeküzerine kaplanması ile elde edilirler. 0,1 mm ile0,14 mm çaplarında üretilirler. Yükseksıcaklıklardaki özellikleri bor elyaflardan dahaiyidir. Silisyum karbür elyaf 1370 C’tamukavemetinin sadece %30’nu kaybeder. Borelyaf için bu sıcaklık 640 C’tır.Jet motor parçalarında Titanyum, Alüminyumve Vanadyum alaşımlı matris ile kullanılırlar.Ancak Silisyum karbür elyaflar Bor elyaflaragöre daha yüksek yoğunluğa sahiptirler.Silisyum karbürün karbon çekirdek üzerinekaplanması ile üretilen elyafların yoğunluğudüşüktür .

4-Alümina FiberlerAlümina, Alüminyum oksittir (Al2O3). Elyafformundaki alümina 0,02 mm çapındakialümina flamanın Silisyum dioksit (SiO2)kaplanması ile elde edilir. Bu malzemeleryüksek sıcaklık dayanımları nedeniyle uçakmotorlarında kullanılmaktadır.Alümina elyafların çekme mukavemetleriyeterince yüksek değildir ancak basmamukavemetleri yüksektir. Örneğin,alümina/epoksi kompozitlerin basmamukavemetleri 2275 ila 2413 MPa’dır.

5-Aramid Fiberler

Aramid ’aromatik polyamid’ in kısaltılmış adıdır.Polyamidler uzun zincirli polimerlerdir, aramidinmoleküler yapısında altı karbon atomu birbirinehidrojen atomu ile bağlanmışlardır.

Uçak yapılarında, düşük basma mukavemetlerinedeniyle, karbon elyaflarla birlikte hibridkompozit olarak, kumanda yüzeylerindekullanılmaktadırlar. Aramid elyaflar elektrikseliletkenliğe sahip değildirler. Basmamukavemetlerin iyi olmamasının yanı sıra kevlar/epoksi kompozitlerinin nem absorbe etmeözellikleri kötüdür .

6-Karbon Fiberler

Karbon elyafların en önemli özellikleri düşükyoğunluğun yanı sıra yüksek mukavemet vetokluk değerleridir. Karbon elyaflar, nemdenetkilenmezler ve sürünme mukavemetleri çokyüksektir.Aşınma ve yorulma mukavemetleri oldukçaiyidir. Bu nedenle askeri ve sivil uçakyapılarında yaygın bir kullanım alanınasahiptirler.Karbon elyaflar çeşitli plastik matrislerle ve enyaygın olarak epoksi reçinelerle kullanılırlar.Ayrıca karbon elyaflar alüminyum, magnezyumgibi metal matrislerle de kullanılırlar .

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Page 9: 10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

14.05.2017

9

MATRİSLER

Fiberler matris malzemesinin içinde yer alır,matris fiberleri kaplar. Böyle olunca dışarıdangelebilecek nem, ısı, kimyevi vb. her türlüçevresel etkilere ilk maruz kalan matrislerdir.Bunun için kompozit malzemenin özelliklerinimatris malzeme belirler.

Örneğin sıcaklığı 150 °C üzerinde kararlıolmayan bir fiber, daha yüksek sıcaklığadayanabilen ve ısı yalıtımı iyi olmayan birmatris içinde yüksek sıcaklıkta kullanılabilenbir kompozit oluşturabilinir. Tablo 2. determoset ve termoplastik matrislerinkullanılan maksimum sıcaklıkları verilmiştir.

• Çizelge 2. Termoset ve termoplastiklerinmaksimum sıcaklık değerleri .

1-Termoset Matrisler• Polimer matrisli kompozitlerde, matris malzemesi

için en çok kullanılan malzeme termoset esaslımalzemelerdir.

• Bu malzemelerin üretiminde bir defaya mahsusısıtılıp biçim verilir, bundan sonra malzemeyetekrar ısı verilip şekil elde edilemezler.

• Onun için bu malzemelerin geri dönüşümüolmadığından tekrar kullanılamazlar. Bununnedeni termoset matrisli malzemelerinmolekülleri birbirlerine çapraz bağlıdırlar.

• Böyle olunca bu moleküller ısıtıldığında atomlarbirbirlerinin üzerine kaymazlar.

1-Termoset Matrisler• Ayrıca bu malzemeler çözünmezler. Termoset

plastikler mukavemeti ve sıcaklığa karşıdayanımları yönünden termoplastiklerden dahaüstündür.

• Aşağıda en yoğun kullanılan termoset matrislerve genel özellikleri yer almaktadır.

• Epoksiler; iki ya da daha fazla epoksit içerenbileşenlerden oluşurlar. Polifenol’ün epikloridinile bazik şartlarda reaksiyonu sonucu eldeedilirler.

• Viskoz ve açık renkli bir sıvı halindedirler .

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Page 10: 10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

14.05.2017

10

Epoksilerin Avantajları:

• Kopma mukavemetleri yüksektir.• Elyaf yapılarla yüksek bağ mukavemeti

sağlar.• Yüksek aşınma direncine sahiptirler.• Uçucu değildirler ve kimyasal dirençleri

yüksektir.• Düşük ve yüksek sıcaklıklarda sertleşebilme

özelliğine sahiptirler

Epoksilerin Dezavantajları

• Polyesterle karşılaştırıldığında pahalıdır.• Polyestere oranla yüksek viskoziteye daha

az uygundur.• Polyester matrisler; dibazik asitlerin, dihidrik

alkoller (glikol) yada dihidrik fenollerlekarışımının yoğuşması ile şekil alırlar.

• Polyesterin ana tipleri, polyester bileşeninindoymuş asitle ya da alternatif malzemeolarak glikolle modifikasyonu temelinedayanır.

• Ayrıca kür işlemi ile matrisin esnekliğiiyileştirilerek kopma gerilmesi artırılabilir .

• Polyester matrislerin avantajları

• Takviyelerin neminin kolayca dışarıatılabilmesine izin veren düşük viskozite

• Düşük maliyetli olması

• Çeşitli uygulamalar için geniş bir sınır içindekolay imal edilebilirlik

• İyi çevresel dayanımları olması

Polyester matrislerin dezavantajları

• Kür sırasındaki yüksek egzotermik reaksiyonzayıf elyaf/matris bağ mukavemetine nedenolur.

• Sistem gevrekleşmeye eğilimlidir.• Çok seyreltik alkalilere bile zayıf kimyasal

direnç gösterir.

Vinylester reçine matrisler; Polyesterlerebenzerler. En önemli avantajları elyaf vematris arasında iyileştirilmiş bir bağmukavemetine sahip olmalarıdır. Polyesterdeglikolün bir kısmının yerine doymamışhidrosilik bileşenlerin kullanılması ile eldeedilirler.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Page 11: 10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

14.05.2017

11

• Fenolik reçine matrisler; Fenol, alkalin şartlaraltında formaldehitle yoğuştuğundapolimerizasyon oluşur.

• Polimerizasyon asidik şartlar altında yapılır.Fenolik reçinelerin en büyük avantajı yükseksıcaklık dirençleridir.

• En önemli dezavantajları ise diğer matrismalzemelerine göre mekanik özelliklerinindüşük olmasıdır .

2-Termoplastik Matrisler

• Termoplastik matrisler termoset plastikmatrislerin aksine geri dönüşümolanmalzemlerdir.

• Bu malzemelere üretimin sonunda da ısıtmasoğutma yapılıp tekrar hazır halegetirilebilinir.

• Isıtma, soğutma işlemlerin de termoplastikmatrislerin sadece fizikse özellikleri değişir,kimyasal özelliklerinde bir değişiklik olmaz.

2-Termoplastik Matrisler

• Termoplastik matrislerin bu özellikleri esasenmoleküllerinden kaynaklanmaktadır. Bumalzemelerin molekülleri düz zincirlipolimerlerdir. Bundan dolayı termoplastikmatris malzeme ısıtıldığında yapısındakiatomlar birbirlerinin üzerine kayarlar.

• Termoplastik grubunu oluşturan ve en çokkullanılan plastikler şunlardır:

Akrilik, Asetal, Akronitril-Butadiene-Streyn(ABS), Politetra Fluorethylene (PTFE),Poliamid (PA), Polietilen (PE), Polipropilene(PP), Polivinil klorür (PVC)

FİBER MALZEME ÜRETİMİ

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Page 12: 10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

14.05.2017

12

KOMPOZİT MALZEME ÜRETİMİ

Takviye malzemesi ile reçinemalzemesinin karışımında oluşan yenimalzemede matris malzemesi sertleşenekadar malzeme kompozit olamaz.

Matris sertleştikten sonra malzemekompozit malzeme olabilir. Bununla birlikteoluşan malzemeyi değiştirmek mümkündeğirdir. Buna karşılık metal alaşımlı biryapıyı ısı işlemle değiştirmek mümkündür.

KOMPOZİT MALZEME ÜRETİMİ

Polimer matrisli kompozitlerde, reçinepolyester olduğundan malzeme polimerizeedilmek zorundadır.

Katılaştırma işlemi boyunca bir katkımalzemesi ile karıştırılan reçine, malzemepolimerize edilirken malzeme sıvı halden katıhale geçer.

Kompozit malzemelerin üretim işlemlerikalıplama yöntemleri ile olmaktadır. Bütünkalıplama işlemlerinin basamakları şekil 6. dagösterilmiştir.

Kalıpla yöntemleri çeşitleri malzemeninyapısına, malzemelerin sayısına vemalzemenin maliyetine bağlıdır. Kalıplamamalzemesi; metal, polimer,ağaç, ve alçıolabilir.

Şekil 6. Kalıp işleme basamakları

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Page 13: 10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

14.05.2017

13

Kompozit malzemelerin üretimi reçinemalzemesine göre iki kısımda görülür.

Bunlar termoset reçineli kompozit malzeme vetermoplastik reçineli kompozit malzemelerdir.

Şekil 7. de kompozit malzemelerin üretimsınıflandılırması görülmektedir.

Şekil 7. Kompozit malzemelerin üretim yöntemlerininsınıflandırılması .

POLİMER FİBER MALZEME

ÖZELLİKLERİ

• Kompozit malzemelerin avantajları;

• Kompozit malzemeler yüksek sertliğe sahipolmalarıyla birlikte hafif malzemelerdir.Polimer matrisli kompozitler genelde 1,5-2gr/cm³ yoğunluğundadır.

• Kompozitler yüksek mukavemet özelliklerinesahip malzemelerdir. Öyle ki çekme, basma,darbe, yorulma dayanımları çok yüksektir.

• Kompozit malzemelerin kimyasal vekorozyon direnci çok iyidir. Çünkü kompozitmalzemelerin dış yüzeyi polimerlerle kaplıdır.

• Kompozitler yüksek ısı dayanıma sahipmalzemelerdir.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Page 14: 10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

14.05.2017

14

• Kompozit malzemelerin tasarımı veşekillendirmesi kolaydır.

• Kompozit malzemelerin elektrik özellikleri çokesnektir. Kompozitler kullanılan malzemeyegöre iletken ya da yalıtkan özellikgösterebilirler.

• Uçak ve otomobillerde kompozit malzemekullanılarak, bu taşıtlarda ağırlık azalır veböylece bunlarda yakıt tasarrufu sağlanır.

• Kompozit malzemeler titreme ve gürültüiletimleri çok düşüktür. Bu özelliklerimetallerden iyidir. Bu özelliklerden dolayıkompozitler, uçak kanatlarından golfsopalarına kadar geniş bir kullanma alanlarıvardır.

Kompozit malzemelerin dezavantajları;

• Kompozit malzemelerin üretimi zor ve maliyetleriyüksektir.

• Kompozit malzemelerin sıcaklık direnci matrismalzemelerine bağlıdır. Genelde matris malzemelerpolimerlerdir. Ve bu malzemelerin sıcaklık dirençlerisınırlıdır.

• Kompozit malzemelerin kimyasal dirençleri matrislerebağlıdır. Ve bu matris malzemeler polimerlerdir. Bazıpolimerlerin kimyasal dirençleri düşüktür.

• Kompozit malzemeler nem emerler. Bu da onlarınboyutsal istikrarını etkiler.

• Kompozitler geri dönüşümü olmayan malzemelerdir.• Aynı kompozit malzeme için farklı mukavemet

değerleri çıkabilir.

KOMPOZİT MALZEME KULLANIM ALANLARI

HAVACILIK ENDÜSTİRİSİ

• Havacılıkta son yıllarda yapılan temel biratılım metal malzeme yerine kompozitmalzeme kullanımı konusudur.

• Uçak yapısı için malzeme seçiminde önemlibir kriter olan mekanik özelliğin yoğunluğaoranı ile ifade edilen, özgül mekanik özellikdeğerleri karşılaştırıldığında bor/epoksi vekarbon/epoksi kompozitlerin konvensiyonelmalzemelerden önemli farklarla üstünoldukları görülmektedir .

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Page 15: 10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

14.05.2017

15

Şekil 8. Uçak yapısında kullanılan en önemli malzemelerin miktarları

OTOMOTİV ENDÜSTİRİSİ

• Otomotiv endüstrisinde kullanılan kompozitmazemeler, diğer malzemelere nazarandaha hafif olmakla birlikte mukavemetleriiyidir. Kompozit malzemelerin hafifliğindedolayı taşıt araçlarında yakıt tasarrufu sağlar.Kompozit malzemeyle tasarlanan bir araçgideceği yolu diğer malzemelerle tasarlananaraçlara göre daha az yakıt harcar.

• Bugün kompozit malzemeler otomotivendüstrisinde çok geniş kullanım alanlarınasahiptirler, spor arabalarda, yolcuotobüslerinde, kamyonlarda, uygulamalarvardır.

• Otomotiv endüstrisi 2000 yılında kompozitmalzemelere 318 milyon sterlin paraharcamıştır.

• Çünkü otomobil pazarı çok pahalıdır, karbonfiber takviyeli kompozit malzemeler yüksekmaliyetlerinden dolayı kabul edilmezler.

• Otomotiv endüstrisi cam fiberleri ana takviyemalzemesi olarak yararlanılar.

Çizelge 1.4. 1988 ve 1993 yılları arasında otomobillerde kullanılan kompozitlerin oranı

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)

Page 16: 10 polimer uygulamaları j) polimerik kompozitler ...blog.aku.edu.tr/evcin/files/2017/05/10-polimer-uygulamaları-polimerik... · 14.05.2017 1 POLİMER MALZEMELER Doç. Dr. Atilla

14.05.2017

16

SPOR VE EĞLENCE ENDÜSTİRİSİ

• Spor ve eğlence endüstrisinde kompozitmalzeme kullanımı çok yaygındır.

• Kompozit malzemeler diğer malzemeleregöre hafif, mukavemeti iyi, titreşim özellikleriiyi olmasından dolayı tercih edilirler.

• Kompozit malzemeler gol sopaları, yarışbotları, tenis raketleri, kayak, balık oltaları,bisiklet vb. ürünlerin üretiminde kullanılırlar .

DENİZ ENDÜSTİRİSİ• Kompozit malzemeler, korozyon direncinin iyi

olması, hafifliği, yakıt tasarrufu sağlaması,daha hızlı hareket olanağı sağlaması vedaha konforlu olmasından dolayı denizendüstrisi uygulamalarında çok çeşitliuygulamala alanları vardır.

• Kompozit mazemeler, gemi, yat, yolcuferibotları, deniz botları, can simidi vb.ürünlerin üretiminde kullanılırlar. Denizendüstrisinde kullanıla kompozit malzemelergenellikle cam takviyeli plastik kompozitlerdir.

Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)