1346 KB

MAKALE
JÜT LİFİ TAKVİYELİ KOMPOZİTLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN
YÜZEY MODİFİKASYON İŞLEMİYLE İYİLEŞTİRİLMESİ
Narin Karabulut
Uşak Üniversitesi,
Makine Mühendisliği Bölümü, Uşak
narin.karabulut@hotmail.com
Mehmet Aktaş*
Doç. Dr.,
Uşak Üniversitesi,
Makine Mühendisliği Bölümü, Uşak
mehmet.aktas@usak.edu.tr
ÖZET
Bu çalışmada; dokuma jüt/polyester kompozit malzemelerin NaOH (sodyum hidroksit) ile yüzey modifikasyonu sonrası mekanik özellikleri incelenmiştir. Yüzey modifikasyon işlemi için dokuma jüt kumaşlar, %2 oranındaki NaOH çözeltisinde 20 saat bekletilmiştir. Dokuma jüt kumaşlar 3 gün boyunca
oda sıcaklığında kurumaya bırakılmıştır. Kurutulmuş kumaşlar %5, %10 ve %15 oranında NaOH çözeltisinde 4 saat bekletildikten sonra kumaşların nemini tamamen almak için etüvde 70°C’de 30 dakika bekletilmiştir. Dokuma jüt/polyester tabakalı kompozitler ısı ve zaman kontrollü hidrolik preste el
yatırma yöntemi ile 105°C ve 8MPa basınç altında üretilmiştir. Deney numuneleri ASTM standartlarına göre kesildikten sonra mekanik özellikleri 50kN kapasiteli UTEST çekme-basma cihazında 1mm/
dak. hızda belirlenmiştir. Dokuma jüt/polyester tabakalı kompozitlerin mekanik özelliklerine NaOH
miktarının etkisini incelemek için NaOH oranı %0 (işlemsiz), %5, %10 ve %15 oranlarında seçilmiştir. Deney sonuçları NaOH miktarı arttıkça dokuma jüt kumaşların yapışma kabiliyetinin arttığını ve
dokuma tipi jüt/polyester tabakalı kompozitlerin mekanik özelliklerinin iyileştiğini göstermiştir.
Anahtar Kelimeler: NaOH, dokuma tipi jüt/polyester, yüzey modifikasyonu, mekanik özellikler
IMPROVEMENT MECHANICAL PROPERTIES OF JUTE FIBER
REINFORCED COMPOSITE BY SURFACE MODIFICATION PROCESS
ABSTRACT
In this study; the mechanical properties of woven jute/polyester composite materials were investigated
after surface modification by NaOH (Sodium hydroxide). For surface modification process, the woven jute fabrics have been retained in rate of 2% NaOH solution for 20 hours. The woven jute fabrics
have been kept at room temperature for 3 days to get them dried. The woven jute fabrics were placed
into an oven at 70 celcius degrees for 30 minutes in order to eliminate the humidity after processing
them in the NaOH solution in the ratio of 5%, 10%, and 15% for 4 hours. The woven jute/polyester
laminated composites have been produced using a temperature and time controlled hydraulic press at
105°C and 8MPa pressure by hand lay-up method. After the experimental specimens were cut according to ASTM standards, their mechanical properties were determined at UTEST tensile-compression
machine with a capacity of 50kN at 1mm/min. NaOH ratios have been selected as 0% (untreated),
5%, 10%, 15% to investigate the effect of NaOH amount on the mechanical properties of woven jute/
polyester laminated composites. The experimental results were showed that the bonding capability of
woven jute fabrics was increased and also mechanical properties of woven jute/polyester laminated
composites were modified by increasing the NaOH amount.
İletişim yazarı
*
Geliş tarihi
: 20.01.2014
Kabul tarihi
: 14.02.2014
Keywords: NaOH, woven jute/polyester, surface modification, mechanical properties
Karabulut, N., Aktaş. M. 2014. “Jüt Lifi Takviyeli Kompozitlerin Mekanik Özelliklerinin Yüzey Modifikasyon İşlemiyle İyileştirilmesi,” Mühendis ve Makina, cilt 55, sayı 649, s. 43-49.
Mühendis ve Makina
55
43 Cilt:
Sayı: 649
Jüt Lifi Takviyeli Kompozitlerin Mekanik Özelliklerinin Yüzey Modifikasyon İşlemiyle İyileştirilmesi
K
1. GİRİŞ
ompozit malzemeler, iki veya daha fazla malzemenin çeşitli üretim yöntemleri ile mikro ya da makro düzeyde birleştirilmesi sonucu oluşan malzemelerdir. Kompozit yapılarda hafiflik, mukavemet, yorulma
dayanımı, ısı iletkenliği gibi özellikler takviye materyalinin
seçiminde önemli bir etkendir. Bundan dolayı kompozit malzemeler sağladıkları avantajları ile birçok mühendislik uygulamasında önemli yer tutmaktadır. Polimer esaslı kompozitler
son zamanlarda en çok kullanılan kompozit çeşidi olmasına
rağmen polimer esaslı liflerin insan sağlığına zararlı olması
onların yerine doğal liflerin almasını gerekli kılmıştır. Doğal liflerin yenilenebilir olması çevresel ve ekonomik açıdan
avantaj sağlamaktadır. Ancak doğal liflerin düşük ara yüzey
yapışma özelliklerine sahip olması onların mekanik özelliklerini düşürmektedir. Alkali işlem, oksidasyon, plazma ve
UV radyasyon işlemleri gibi yöntemler lif ve matris arasındaki yapışmayı arttırır ve liflerin su emmesini azaltabilir [1].
Doğal lif takviyeli kompozitlerin üretim aşamasındaki yüzey
modifikasyonu ile ilgili birçok çalışma yapılmıştır. Bunlardan
bazıları aşağıda verilmiştir.
Liu ve Dai [2] yaptıkları çalışmada jüt lifinin alkali işlemden
sonra pürüzlü bir yüzey oluşturduğunu ve jüt/polipropilen ara
yüzeyindeki dayanıklılığın arttığını gözlemlemişlerdir. Seki
[3] %5 oranındaki NaOH ile işlem yapılan jüt takviyeli epoksi ve polyester kompozit malzemelerin mekanik özelliklerini
arttığını belirtmiştir. Ancak alkali işleme ek olarak siloksan
bağlayıcı maddesi ile yapılan modifikasyon işleminin kompozitlerin ara yüzey dayanımlarını epoksi kompozit için %52,
polyester kompozit için ise %99 oranında arttırdığını vurgulamıştır. Sever ve arkadaşları [4] jüt kumaşa uyguladıkları farklı
oranlardaki silan bağlayıcı maddesinin polyester kompozitin
mekanik özelliklerine etkisini incelemişlerdir. Çalışmanın
sonucuna göre, %0.3 oranındaki silan bağlayıcı maddesi ile
yapılan modifikasyon işleminin jüt lifi ve polyester arasında
en iyi ara yüzey dayanımını sağladığını ve dolayısıyla kompozit materyalin en yüksek mekanik özellikleri gösterdiğini
belirtmiştir. Park ve arkadaşları [5] jüt takviyeli polipropilen
kompozitlerin tabakalar arası kayma gerilmesi (ILSS) deneyi
sonucuna göre silan ile yapılan işlemin ara yüzey dayanımını
arttırdığını belirtmiştir. Seki ve arkadaşları [6] jüt lifine uygulanan düşük frekans ve radyo frekans oksijen plazmanın jüt
lifi takviyeli polyester kompozitin ara yüzey etkileşimini geliştirerek tabakalar arası kayma gerilmesini sırasıyla %72 ve
%129 oranında arttırdığını belirtmiştir. Khan ve arkadaşları
[7] jüt takviyeli polipropilen kompozitin potasyum dikromat
ile yüzey modifikasyonu sonucu özelliklerinin nasıl değiştiğini incelemişlerdir. %0.02 potasyum dikromat konsantrasyonunda modifiye edilen kompozitin en iyi mekanik perfor-
Cilt: 55
Sayı: 649
44 Mühendis ve Makina
Narin Karabulut, Mehmet Aktaş
nında) alınmıştır. Ayrıca NaOH oranının (%5, %10 ve %15)
dokuma tipi jüt/polyester kompozitlerin mekanik özelliklerine ne oranda etkidiğini anlamak için işlemsiz (%0) kompozit
plakaların da mekanik özellikleri belirlenmiştir.
mansı sağladığını termal özelliklere ise modifikasyonun bir
etkisinin olmadığını gözlemlemişlerdir.
Bu çalışmada ise dokuma jüt kumaşların %0, %5, %10, %15
oranlarında NaOH ile yüzey modifikasyonu sonrası polyester
reçine ile tabakalı kompozit üretilmesi ve üretim sonrası tabakalı kompozitin mekanik özelliklerinin (E1, E2, E45, XÇ, YÇ, XB
ve YB) deneysel olarak belirlenmesi amaçlanmıştır.
2.2.2 Numunelerin Hazırlanması
2. MATERYAL VE METOT
2.1 Materyal
Jütsan firmasından temin edilen dokuma tipi jüt kumaşlar
kompozit malzeme üretimi için 80x100cm2 boyutlarında kesilmiştir. Kesilen dokuma tipi jüt kumaşların yüzey modifikasyonu için Düzey Lab’dan alınan NaOH (Sodyum Hidroksit) kullanılmıştır.
Reçine olarak Yücel Grup’dan polipol351 polyester reçine,
katalizör olarak metil-etil-keton peroksit (MEKP) ve hızlan-
Şekil 1. Zaman ve Sıcaklık Kontrollü Hidrolik Pres
Şekil 2. NaOH Çözeltisinde Bekletilen Dokuma Tipi Jüt Kumaşlar
lar %2 oranında NaOH çözeltisinde 20 saat bekletilmiştir (Şekil 2). Çözeltiden çıkartılan jüt kumaşlar çeşme suyunda durulandıktan sonra 3 gün boyunca oda sıcaklığında kurumaya
bırakılmıştır. Kurutulmuş kumaşlar saf su ile hazırlanan %5,
%10, %15 oranında NaOH çözeltisinde 4 saat bekletilmiştir.
Yüzey modifikasyon işlemi bittikten sonra oda sıcaklığında
kurutulmuştur. Kurutulan dokuma tipi jüt kumaşlar etüvde
70°C’de 30 dakika bekletilerek nemi (yaklaşık olarak %4 ora-
Etüvde nemi alınan dokuma tipi jüt kumaşlar tabakalı kompozit üretimine hazır hale getirilmiştir. Dokuma tipi jüt/polyester kompozit malzemenin üretimi için 1000gr’lık polipol351
reçine ile 4gr kobalt ve 14mlt MEKP karıştırılmıştır. Dokuma
jüt kumaşlardan polyester reçinenin sızarak hidrolik prese yapışmaması için üretim aşamasında kalıbın alt ve üst kısmına mikrofilm serilmiştir. Daha sonra altı tabakadan oluşacak
kumaşlara bir rulo yardımı ile polyester reçine emdirilmiştir
(Şekil 3). Bu işlemden sonra hidrolik pres 105°C ve 8MPa
basınca ayarlanarak altı tabakadan oluşan dokuma tipi jüt/polyester kompozit 100 dakika boyunca kürlenmiştir.
2.2.3 Mekanik Deneyler
Çekme Deneyi
ASTM D 3039 standardına göre; fiber yönündeki elastisite
modülü (E1) ve çekme dayanımı (XÇ ) değerlerini hesaplamak
için dokuma tipi jüt/polyester kompozit numuneler genişliği
12,7mm ve boyu 229mm olacak şekilde kesilmiştir. Fibere
dik yöndeki elastisite modülü (E2) ve çekme dayanımı (YÇ)
değerlerini hesaplamak için ise genişliği 25,4mm ve boyu
229mm olan numuneler kesilmiştir. Kompozit malzemelerin kayma modülünü bulmak için fibere 45°’lik açı yapacak
şekilde üretilen E45 elastisite modülü numuneleri fibere dik
yöndeki numune boyutlarında kesilmiştir [8]. ASTM D 3039
standardına göre kesilen kompozit numunelerin çekme yükleri altındaki mekanik özellikleri 50kN yükleme kapasitesine
Şekil 3. Dokuma Tipi Jüt Kumaşların Üretime Hazırlanması
dırıcı olarak da %6’lık kobalt temin edilmiştir. Kompozitin
üretiminde plakanın saca yapışmasını önlemek amacıyla Yenipak firmasından alınan 250 oC sıcaklığa kadar dayanabilen
ve yapışmayan 19μm kalınlığında mikro film kullanılmıştır.
Uşak Üniversitesi Kompozit Üretim Laboratuvarında bulunan
zaman ve sıcaklık kontrollü hidrolik preste (Şekil 1) kompozit plakaların üretimi yapılmıştır. Üretilen plakalar ASTM D
3039 standartlarına göre kesilmiştir. Dokuma tipi jüt/polyester kompozitin mekanik özellikleri Uşak Üniversitesi’nde bulunan 50kN kapasiteli UTEST çekme-basma cihazında 1mm/
dak. hızda ve oda sıcaklığında belirlenmiştir.
2.2 Metot
2.2.1 Yüzey Modifikasyon İşlemi
80x100cm boyutlarında kesilen dokuma tipi jüt kumaşların
yüzeyindeki kir, selüloz ve lignini uzaklaştırmak için kumaş2
(a)
(b)
(c)
(d)
Şekil 4. (a) Çekme Numunelerinin Çekme Çenesine Yerleştirilmesi, (b) E1, (c) E2 ve (d) E45 Numunelerinin Çekme Deneyi Sonrası
Numune Hasarları
Mühendis ve Makina
55
45 Cilt:
Sayı: 649
Jüt Lifi Takviyeli Kompozitlerin Mekanik Özelliklerinin Yüzey Modifikasyon İşlemiyle İyileştirilmesi
sahip UTEST çekme-basma cihazında 1mm/dak. çekme hızında belirlenmiştir. Altı tabakadan oluşan dokuma tipi jüt/
polyester kompozit numunelerin çekme çenelerine yerleştirilmesi (Şekil 4a) ve çekme deneyleri sonrası numune hasarları
(Şekil 4b-d) Şekil 4’te verilmiştir.
Narin Karabulut, Mehmet Aktaş
3. SONUÇ VE TARTIŞMA
(a)
(b)
(c)
Şekil 5. (a) Basma Deney Düzeneğine Basma Numunelerinin Yerleştirilmesi, (b)
Fiber ve (c) Fibere Dik Yönde Basma Deneyi Sonrası Numune Hasarları
%0, %5, %10 ve %15 oranlarında NaOH ile yüzey işlemine
maruz kalmış dokuma tipi jüt/polyester numunelerin fiber ve
fibere dik yöndeki çekme yükleri altında göstermiş olduğu
çekme yükü-uzama grafiği Şekil 6’da verilmiştir. Şekil 6a’dan
görüleceği gibi işlemsiz (%0) dokuma tipi jüt/polyester kompozit minimum yük değerine (3780N) sahip olmasına rağmen
uzama değeri (2,13mm) %15 NaOH ile işlem görmüş numunenin uzama değeri hemen hemen aynıdır. %15’lik numunenin çekme yükü maksimum (4484N) çıkmıştır. Maksimum
ve minimum uzama değerleri ise sırası ile %5’lik (2,27mm)
ve %10’luk (1,97mm) numunelerde meydana gelmiştir. %5,
%10 ve %15 NaOH oranıyla işlem görmüş dokuma tipi jüt/
polyester numunelerin uzama değerlerinde işlemsiz numunelere göre sırası ile %7 artma, %8 azalma ve %1 artma gözlemlenmiştir. Fiber yönüne dik yönde kesilen numuneler çekme
yüklemesine tabi tutulduğunda ise maksimum ve minimum
yük ve uzama değerleri sırası ile %15 (2306N ve 1,76mm)
ve %5’lik (1824N ve 1,45mm) numunelerde ortaya çıkmıştır. İşlemsiz (%0) numune (2126N ve 1,51mm) referans alındığında %5, %10 ve %15’lik numunelerin yük değerlerinde
sırasıyla %14 azalma, %2 azalma ve %8 artma, uzama de-
Cilt: 55
Sayı: 649
Ağırlıkça
fiber hacim
oranı (%)
E1
(MPa)
0
46
5
E2
ÇEKME YÜKÜ (N)
2000
3000
2500
2000
1500
1000
1500
1000
500
500
0
0
0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5
Uzama (mm)
0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,25 2,5
Uzama (mm)
(a)
(b)
Şekil 6. Dokuma Tipi Jüt/Polyester Kompozitin (a) Fiber ve (b) Fibere Dik Yöndeki Çekme Yükü-Uzama Grafikleri
2500
5000
%0
%5
%10
%15
2000
1500
1000
0
%0
%5
%10
%15
4000
3000
2000
1000
500
0
0
0,5
1
1,5
2 2,5 3 3,5
Uzama (mm)
(a)
4
4,5
5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
Uzama (mm)
(b)
(a)
ğerlerinde ise sırasıyla %4 azalma, %14 artma ve %16 artma
gözlemlenmiştir (Şekil 6b).
YB
(MPa)
E45
(MPa)
XÇ
(MPa)
YÇ
(MPa)
XB
(MPa)
(MPa)
6726
6491
4825
37
35
96
79
44
7678
7419
4997
46
40
103
90
10
41
8988
8619
5017
42
52
109
87
15
40
8595
8352
5163
94
27
107
105
46 Mühendis ve Makina
%0
%5
%10
%15
Şekil 7. Dokuma Tipi Jüt/Polyester Kompozitin (a) Fiber ve (b) Fibere Dik Yöndeki Basma Yükü-Uzama Grafikleri
Tablo 1. Dokuma Tipi Jüt/Polyester Kompozitin Mekanik Özellikleri
NaOH
(%)
3500
BASMA YÜKÜ (N)
Dokuma tipi jüt/polyester kompozitlerin fiber (XB) ve fibere
dik yönde (YB) kesilen 100mm boyutlarındaki basma deneyi
numuneleri ASTM D 3410 standardına göre sırası ile 7mm
ve 12,7mm genişlikte kesilmiştir. Basma deneyi sırasında numunelerin burkulmadan hasara uğraması için basma çeneleri
arası mesafe 12,7mm olarak seçilmiştir (Şekil 5a). Basma deneyleri oda sıcaklığında 1mm/dak. basma hızında ve 50kN
kapasiteli UTEST çekme-basma cihazında yapılmıştır. Basma
deneyi sonucunda dokuma tipi jüt/polyester deney numunelerinde Şekil 5b-c’de görüldüğü gibi burkulma meydana gelmediği, tabakaların birbiri üzerinden kaydığı gözlemlenmiştir.
Bu da basma deneyi şartlarının uygun olduğunu göstermektedir [9,10].
2500
%0
%5
%10
%15
4000
ÇEKME YÜKÜ (N)
Basma Deneyi
4500
BASMA YÜKÜ (N)
Bu çalışmada, belirli NaOH oranlarında (%0, %5, %10 ve
%15) yüzey modifikasyon işlemi yapılmış dokuma tipi jüt
kumaşlar ve polyester reçineden oluşan tabakalı kompozitlere
mekanik özelliklerine yüzey modifikasyon işleminin etkisi incelenmiştir. Çekme ve basma deneylerinde her bir özellik için
yedişer numune deneye tabi tutulmuş ve elde edilen sonuçların ortalaması alınmıştır. Dokuma tipi jüt/polyester kompozitlerin üretim sonrasında yapılan ölçümler sonucunda işlemsiz
(%0) tabakalı kompozitin ağırlıkça fiber hacim oranının %46
olduğu tespit edilmiştir. %5, %10 ve %15 oranlarında NaOH
ile işlem görmüş yapıların fiber hacim oranlarının işlemsiz
numunelere göre fiber hacim oranı sırası ile %4, %11 ve %13
azalmıştır (Tablo 1).
Basma deneyi sonucunda %0 (işlemsiz), %5, %10 ve %15
oranlarında NaOH ile yüzey işlemine maruz kalmış dokuma
tipi jüt/polyester numunelerin fiber ve fibere dik yöndeki basma yükü-uzama grafikleri Şekil 7’de verilmiştir. Fiber yönündeki basma yükü-uzama grafiği incelendiğinde maksimum ve
minimun yük değerlerinin sırasıyla %5 (2369N) ve %10’luk
(1702N) numunelerde meydana geldiği rahatça görülebilir.
Fiber yönündeki maksimum ve minimum uzama değerleri ise
sırasıyla %0 (3,76mm) ve %10’luk (3,36 mm) numunelerde
oluşmuştur. İşlemsiz (%0) numunelerin yük (2031N) ve uzama (3,76mm) değerleri referans alındığında %5’lik numunenin yük değerinin %17 arttığı ve uzama değerinin %7 azaldığı, %10’luk numunenin yük değerinin %16 azaldığı ve buna
karşın uzama değerinin %11 azaldığı, %15’lik numunenin
yük değerinin %11 azaldığı ve uzama değerinin %9 azaldığı gözlenmiştir (Şekil 7a). Fibere dik yöndeki basma yüküuzama grafiği incelendiğinde ise maksimum yük değerlerinin
%0 (4776N), %5 (4702N) ve %10 (4761N) için yaklaşık aynı
olduğu buna rağmen uzama değerleri sırasıyla 3,58mm, 4,28
mm ve 4,61mm olduğu görülmüştür. %15’lik numunelerin
Mühendis ve Makina
55
47 Cilt:
Sayı: 649
Jüt Lifi Takviyeli Kompozitlerin Mekanik Özelliklerinin Yüzey Modifikasyon İşlemiyle İyileştirilmesi
yük değeri (4063N) minimum iken uzama değeri (4,70mm)
maksimum çıkmıştır (Şekil 7b).
Dokuma tipi jüt/polyester kompozitin NaOH oranına bağlı
olarak elastisite modüllerinin değişimi Şekil 8’de verilmiştir.
İşlem görmemiş (%0) numune için fiber yönündeki elastisite modülü (E1) 6726MPa olarak elde edilmiştir. %5, %10 ve
%15 NaOH oranlarında işlem görmüş numunelerin elastisite
modülleri ise işlemsiz numunenin elastisite modülüne göre
sırasıyla %14, %34 ve %28 oranında arttığı gözlemlenmiştir. Fibere dik yöndeki elastisite modülü (E2) işlemsiz numune için 6491MPa değerinde iken %5, %10 ve %15 NaOH ile
işlem görmüş numunelerde ise sırasıyla %14, %33 ve %29
kadar artmıştır. Fiber yönü 45° olan numunelerde ise elastisite
modülü (E45 ) işlemsiz (%0) dokuma tipi jüt/polyester numu-
Narin Karabulut, Mehmet Aktaş
neler için 4825MPa iken %5, %10 ve %15’lik numunelerde
işlemsiz numunelere göre sırasıyla %4, %4 ve %7 kadar artış
gözlenmiştir.
Dokuma tipi tabakalı jüt/polyester kompozitin NaOH oranına
bağlı olarak çekme ve basma dayanımlarındaki değişim grafiksel olarak Şekil 9’da verilmiştir. Fiber yönündeki çekme
dayanımlarında (XÇ) %0-%5 aralığında artış %5-%10 aralığında azalma ve tekrar %10 değerinden sonra artış gözlenmiştir. Fibere dik yöndeki çekme dayanımında (YÇ) ise %0-%10
aralığında artış, %10 değerinden sonra azalma görülmüştür
(Şekil 9a). Benzer davranış hem fiber yönündeki hemde fibere
dik yöndeki basma dayanımlarında gözlenmiştir (Şekil 9b).
İşlemsiz dokuma tipi jüt/polyester kompozitin fiber yönündeki çekme dayanımı 37MPa iken %5, %10 ve %15 oranlarında
Modulus of Elasticitiy (MPa)
10000
E1
9000
E2
E45
8000
7000
6000
5000
4000
NaOH ile işlem görmüş numunelerin fiber yönündeki çekme
dayanımları sırası ile %24, %14 ve %154 oranında artmıştır.
Fibere dik yöndeki çekme dayanımları ise işlemsiz (35MPa)
numuneye göre %5 ve %10’luk numuneler için sırasıyla %14
ve %49 artış gösterirken %15’lik numunede %23 oranında
azalma görülmüştür (Tablo 1 ve Şekil 9a). Dokuma tipi jüt/
polyester kompozitin NaOH oranına bağlı olarak basma dayanımları fiber (XB) ve fibere dik (YB) yönde sırasıyla 96MPa ve
79MPa değerindedir. İşlemsiz numuneler referans alındığında
%5, %10 ve %15’lik numuneler için fiber yönünde sırasıyla
%7, %14 ve %11 ve fibere dik yönde ise sırasıyla %14, %10
ve %33 arttığı gözlenmiştir.
Sonuç olarak; NaOH oranı arttıkça dokuma tipi jüt/polyester kompozit numunelerin ağırlıkça fiber hacim oranının
%46’dan (%0 NaOH) %40’a (%15 NaOH) düştüğü gözlenmiştir (Tablo 1). Tabakalı kompozit malzemelerde fiber
hacim oranı düştükçe mekanik özelliklerinin de düşmesi
beklenmektedir. Ancak jüt kumaşların NaOH ile işleme tabi
tutulması yüzeylerinde bulunan ve yapışmasını engelleyen
kir, selüloz ve lignin miktarının azalmasına ve dolayısıyla jüt
kumaşlar ile polyester reçinenin yapışma oranının artmasına
neden olur. Bu da altı tabakadan oluşan dokuma tipi tabakalı
jüt/polyester kompozitlerin mekanik özelliklerinin iyileşmesini sağlamıştır.
2000
TEŞEKKÜR
1000
Bu çalışmanın yürütülmesindeki desteklerinden dolayı yazarlar Uşak Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimine (Proje No:2012/TP019, 2012-2013) teşekkür
ederler.
0
5
NaOH (%)
10
15
Şekil 8. Dokuma Tipi Jüt/Polyester Kompozitin NaOH Oranına Bağlı Olarak Elastisite Modüllerinin Değişimi
KAYNAKÇA
1.
120
120
Basma Mukavemeti (MPa)
Çekme Mukavemeti (MPa)
Fiber yönünde
Fibere dik yönde
90
75
60
45
30
15
0
3. Seki, Y. 2009. “Innovative Multifunctional Siloxane Treatment of Jute Fiber Surface and Its Effect on The Mechanical
Properties of Jute/Thermoset Composites,” Materials Science
and Engineering A, vol. 508, p. 247-252.
4.
Sever, K., Sarıkanat, M., Seki, Y., Erkan, G., Erdoğan, U.H. 2010. “The Mechanical Properties of
C-Methacryloxypropyltrimethoxy Silane-treated Jute/Polyester Composites,” Journal of Composite Materials, vol. 44,
no. 15, p. 1913-1924.
5.
Park, J.M., Kim, P.G., Jang, J.H., Wang, Z., Hwang, B.S.,
De Vries, K.L. 2008. “Interfacial Evaluation and Durability
of Modified Jute Fibers/Polypropylene Composites Using
Micromechanical Test and Acoustic Emission,” Composite
Part B, vol. 39, p. 1042-1061.
6.
Seki, Y., Sarıkanat, M., Sever, K., Erden, S., Gulec, H.A.
2011. “Effect of The Low and Radio Frequence Oxygen Plasma Treatment of The Jute Fiber on Mechanical Properties of
Jute Fiber/Polyester Composite,” Fibers and Polymers, vol.
11, no. 8, p. 1159-1164.
7.
Khan, J.A., Khan, M.A., Islam, R., Gafur, A. 2010. “Mechanical, Thermal and Interfacial Properties of Jute FabricReinforced Polypropylene Composites: Effect of Potassium
Dichromate,” Materials Science and Applications, vol. 1, p.
350-357.
8.
Aktas, M., Karakuzu, R. 2009. “Determination of Mechanical Properties of Glass-Epoxy Composites in High Temperatures,” Polymer Composites, vol. 30, no. 10, p. 1437-1441.
9.
Aktaş, M., Balcıoğlu, H.E., Külahlı, G. 2013. “Strain Rate
Effects on Tensile and Compressive Behaviour of WovenKnitting Glass/Epoxy Composites,” Advanced Composite
Letters, vol. 22, no. 1, p. 13-19.
10.
Shokrieh, M.M., Omidi, M.J. 2009. “Compressive Response of Glass–Fibre Reinforced Polymeric Composites to Increasing Compressive Strain Rates,” Composite Structures, vol.
89, p. 517–523.
3000
0
105
romechanical Properties of Jute Fiber Mat Reinforced Polypropylene Composites,” Express Polymer Letters, vol. 1, no.
5, p. 299-307.
5
10
NaOH Oran (%)
(a)
15
105
2.
90
Joshi, S.V., Drzalı, L.T., Mohanty, A.K., Arora, S. 2004.
“Are Natural Fiber Composites Environmentally Superior to
Glass Fiber Reinforced Composites?” Composite Part A, vol.
35, no. 3, p. 371-376.
Liu, X.Y., Dai, G.C. 2007. “Surface Modification and Mic-
75
60
Fiber yönünde
45
Fibere dik yönde
30
15
0
5
10
NaOH Oran (%)
15
(b)
(a)9. Dokuma Tipi Jüt/Polyester Kompozitin NaOH Oranına Bağlı Olarak (a) Çekme
(b) ve (b) Basma Dayanımlarının Değişimi
Şekil
Cilt: 55
Sayı: 649
48 Mühendis ve Makina
Mühendis ve Makina
55
49 Cilt:
Sayı: 649

Download Report