Kauçuk ile toklaştırılmış ve kırpılmış karbon elyaf takviyeli peıt kompozitleri: elastomer miktarının etkisi

Abstract

Polimer endüstrisinin büyümesiyle birlikte bu gelişmeye bağlı olarak gerek katı atık gerekse yüksek karbon ayak izli süreçlerden kaynaklanan çevresel sorunlar ortaya çıkmaktadır. Polimerlerin yarattığı katı atık problemlerini çözmek için akademik ve endüstriyel çalışmalar sürdürülebilir çevre dostu polimerler üzerine yönelmektedir. Poli(etilen ko-izosorbit tereftalat) (PEIT), mısır ve patates gibi yenilenebilir hammaddelerden üretilen izosorbit monomerinden elde edilir. Öte yandan, PEIT'in düşük darbe dayanımı, çok yönlü uygulamalarını kısıtlamaktadır. Bu nedenle bu çalışmada polyester esaslı termoplastik elastomer (PTPE) eklenerek PEIT'in tokluğunun arttırılması hedeflenmiştir. Ayrıca, PTPE ile toklaştırılmış PEIT'in peklik/tokluk dengesi, kırpılmış karbon fiberin (CCF) eklenmesiyle sağlanmıştır. Elyaf yükleme oranı sabit tutulmuş (%25), ana matris ve elastomer içeriğine bağlı olarak karışımlar dikey konumlandırılmış laboratuvar ölçekli ekstrüderde hazırlanmıştır. Enjeksiyonlu kalıplama ile standarda uygun test numuneleri elde edilmiştir. Karışımların morfolojik, reolojik, mekanik ve ısıl özellikleri incelenmiştir. Ayrıca örneklerin elektriksel iletkenlik, yanma özellikleri de ele alınmıştır. Mekanik ve morfolojik sonuçlara dayanarak elastomer oranının en yüksek olduğu kompozitlerde arayüzey yapışmasının iyi olduğu, peklik ve tokluk dengesinin sağlandığı sonucuna varılmıştır. Hazırlanan karışımların elektronik eşya yüzeyleri, havacılık, ambalaj gibi sektörlerde kullanım potansiyeli taşıdığı düşünülmektedir.

Depending on the development of the polymer industry, environmental problems arise from solid wastes and processes with high carbon footprints. In order to solve the solid waste problems resulted from the polymers, academic and industrial research are focused on sustainable environmentally friendly polymers. Poly(ethylene co-isosorbide terephthalate) (PEIT) is obtained from isosorbide monomer produced from renewable raw materials such as corn and potato. On the other hand, the low impact strength of PEIT restricts its versatile applications. Therefore, it is aimed to increase the toughness of the PEIT by adding polyester-based thermoplastic elastomer (PTPE) in this study. Moreover, the stiffness/toughness balance of PTPE toughened PEIT is achieved by the incorporation of chopped carbon fiber (CCF). The CCF loading level was kept constant at 25wt%. Compounding process was carried out a laboratory scale twin screw micro-compounder. The micro-injection molding device was used to obtain standard test samples. Morphological, rheological, mechanical and thermal properties of the samples were investigated. In addition, the electrical conductivity and combustion properties of the samples were also discussed. As a general conclusion, it was observed higher interfacial adhesion between the CCF and PEIT as the PTPE content increased. Moreover, the results of this study showed that the materials prepared in this study have the potential to be used in sectors such as electronic equipment surfaces, aviation and packaging.