SÜREKLİ ELYAF TAKVİYELİ TERMOPLASTİK KOMPOZİTLERDE KENDİ KENDİNE ÇATLAK VE DEFORMASYON İYİLEŞMESİ

Ceylan B. T., Karaman A., Değirmenci G., Yazıcı M.

9. ULUSLARARASI MÜHENDİSLİK MİMARLIK VE TASARIM KONGRESİ , İstanbul, Türkiye, 14 - 16 Mayıs 2022, cilt.1, ss.1-8

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Cilt numarası: 1
  • Basıldığı Şehir: İstanbul
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.1-8
  • Bursa Uludağ Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Günlük hayatta ve mühendislik uygulamalarında kullanılan malzemeler çeşitli nedenlerden dolayı hasara uğrarlar. Bu hasarların bazıları dışarıdan fark edilerek doğrudan onarılabilirken bazıları da hemen fark edilip müdahale edilemeyen hasarlardır. Onarımı zor olan bu hasarların iyileştirilebilmesi için doğadan ilham alınarak, kendi kendini iyileştirme özelliği olan malzemeler geliştirilmiştir. Kendi kendini iyileştirme, hasarlı malzemenin herhangi bir insan müdahalesi olmaksızın kısmen veya tamamen kendi kendini onarma yeteneğidir. Malzemenin kendi kendini onarması için iyileştirici ajan, plastikleştirici veya ısı, ışık, nem, UV gibi farklı dış uyaranlara ihtiyaç duymaktadır. Termosetlere göre termoplastiklerin tekrarlı şekilde kullanılabilmesi mümkün olduğu için, kendi kendini iyileştirme sırasında ısıtılarak tekrar tekrar kullanılabilir. Bu özelliğinden faydalanılarak ısı ile iyileştirilen termoplastiklerin güvenirliği ve kullanım süreleri artarken, bakım maliyetlerinin azalması gibi avantajlara sahiptir. Bu çalışma kapsamında polipropilen(PP) matrisli sürekli karbon elyaf (SKE) takviyeli kompozitler üretilmiş ve karbon fiberlere verilen elektrik akımı ile joule etkisi sayesinde, malzemede oluşturulan çatlaklar ve bir kuvvet etkisiyle oluşan şekil değişiminin kendi kendini iyileştirmesi incelenmiştir. Çatlakların iyileşmesi, fiberlere verilen elektrik akımı ile ısınan polimerin camsı geçiş sıcaklığının üzerinde hareketli bağların tekrar kurulması sonucu oluşur. Plaka şeklinde oluşturulan kompozitlere yüzey ve yanal çatlaklar oluşturulmuş ve joule etkisi ile kendi kendini iyileşmesi sağlanmıştır. İyileşmeyi gözlemleyebilmek için hasar öncesi, hasarlı ve kendi kendine iyileşmiş numunelere üç nokta eğme testi yapılmıştır. Dışarıdan uygulanan bir kuvvet sonucu şekil bozukluğuna uğramış kompozit malzemeler ise elektrik akımının yaratmış olduğu joule etkisiyle, deformasyonun iyileşmesi için gerekli kritik sıcaklığın üzerine ısıtılmıştır. Bu sıcaklıkta moleküller arası bağların hareketiyle şekil bozukluğuna maruz kalmış yapı ilk şeklini hatırlayarak deformasyonda iyileşme amaçlanmıştır.