Polikarbonat cam fiber-mika hibrid kompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu

Abstract

Polikarbonatın fiziksel özelliklerinin geliştirilmesi, kullanım alanının oldukça geniş olmasından dolayı, hala araştırmacılar için ilgi çeken bir konudur. Bu çalışmada polikarbonat, cam elyaf ve mika kullanılarak ayrı ayrı ve hybrid olacak şekilde güçlendirilmiştir. Kompozitlerin hazırlanması, çift burgulu ekstrüder kullanılarak gerçekleştirildi. Test numuneleri, laboratuvar tipi enjeksiyon-kalıplama cihazı ile 280 oC'de hazırlandı. Tek bileşenli kompozit için cam elyaf ve mika katkılandırma oranları 5%, 10%, 20%, and 30% olarak seçildi. Hibrid kompozitler için ise toplam katkı oranı 30% olacak şekilde düzenleme yapıldı. Buna göre hibrid kompozitlerdeki katkılandırma oranları, mika/cam elyaf için sırasıyla 5/25,10/20, 20/10, 25/5 değerlerinde tutuldu. Elde edilen kompozitlerin karakterizasyonu için çekme testi, darbe testi, eriyik akış indeksi testi, diferansiyel taramalı kalorimetre analizi ve taramalı electron mikroskobu (SEM) yöntemleri kullanıldı. Sonuçlar incelendiğinde; mika için en düşük katkılama oranı olan % 5 konsantrasyonunda en iyi değerler saptanırken, cam elyaf içeren kompozitlerde ise en iyi sonuçlar optimum değer olan % 20 oranında saptanmıştır. Bu konsantrasyonların kompozitler içerisinde artışı, SEM mikrografiklerinde de görüldüğü üzere eklentilerin topaklanmasına ve PC matrisi içerisinde homojen dağılımın azalmasına sebebiyet vermiştir.

The improvement of physical properties of polycarbonate is still great interest of scientists due to the huge application areas. In this study polycarbonate matrix was reinforced with glass fiber (GF), mica (MC) and in hybrid form. The preparation of composites was carried out using co-rotating twin screw micro-compounder at 280 oC and the test samples were prepared by laboratory scale injection-molding device. The percent compositions of added fillers for PC/GF and PC/MC composites were 5%, 10%, 20%, and 30%. The total percentage of both filler was kept as 30% for hybrid composites (MC%/GF%) of which comspositions were 5/25, 10/20, 20/10, 25/5, respectively. The characterizations of obtained composites were examined via tensile test, impact test, melt flow index test, differential scanning calorimetry analysis and scanning electron microscopy methods. The obtained results showed that the best values of tensile strength were obtained for the lowest mica concentration and 20% glass fiber containing composites gave the optimum value. The concentration increment of the additives more than these values caused agglomerations and reduction of homogeneous distribution of them in the PC matrix, which were revealed by scanning electron microscopy.