Karbon fiber, silisyum karbür ve melamin polifosfat katkılı polibütilen tereftalat kompozitlerin özelliklerinin araştırılması

Polibütilen tereftalat (PBT), iyi mekanik, termal ve düşük nem emilimi gibi özellikler sergileyen termoplastik bir malzemedir. Polibütilen tereftalat (PBT) bazlı malzemeler, araç kablo bağlantı kutuları, motor muhafazaları, kaput altı bileşenleri ve daha pekçok zorlu uygulama alanlarında mühendislik plastikleri olarak önemli bir rol oynar. Son yıllarda, teknolojinin ilerlemesiyle birlikte araç içinde kullanılan ekipmanların yüksek performansa sahip olması beklenmektedir. Polimerlere eklenen çeşitli katkılar malzemenin ısıl ve mekanik özelliklerini önemli ölçüde arttırmaktadır. Polimer kompozitlerin termal olarak iletken olması, özellikle elektronik ürünlerdeki termal sorunları yönetmek için son on yılda giderek daha önemli hale gelmiştir. Bu malzemeler, elektronik bileşenlerin sıcaklık düzenlemesini iyileştirmek, ısıyı verimli bir şekilde iletmek ve dağıtmak için geliştirilmiştir. Bu polimerler, elektronik bileşenlerin sıcaklık kontrolünü optimize etmek, ısıyı etkili bir şekilde iletmek ve dağıtmak için tasarlanmıştır. Hafif yapıları ve esnek olmaları, farklı cihazlara uyum sağlama yeteneğine sahip olmaları ile bilinmektedirler. Bu araştırmanın amacı, üç farklı katkı maddesi kullanarak (karbon fiber (CF), silisyum karbür (SiC) ve melamin polifosfat (MPP)) ve çeşitli CF ve SiC oranları (ağ. %10, %20 ve %30) ile sabit bir MPP oranında (ağ. %17) polimer kompozit üretimi gerçekleştirmektir. Ayrıca, farklı katkı oranlarının elde edilen polibütilen tereftalat bazlı kompozitlerin fiziksel, mekanik, termal ve mikroyapı özellikleri üzerindeki etkisini araştırılacaktır. Elde edilen kompozitlerin özellikle elektrikli araçlarda kullanılabilecek hafif ve yüksek performanslı malzeme alternatifi olması hedeflenmiştir. Çalışmada ilk olarak PBT hibrit kompozitler, bir ekstrüderde eriyik karıştırma işlemiyle üretilmiştir. Üretilen örneklere uygulanacak testlerin kontrolü için test plakaları enjeksiyon makinesinde basılmıştır ve elde edilen bu test plakalarının morfolojik, mekanik ve termal özellikleri değerlendirilmiştir. Mekanik test sonuçları, CF ve MPP eklenerek çekme dayanımının artırıldığını göstermektedir. CF ve MPP'nin birlikte kullanılmasının temel rolü mekanik özellikleri iyileştirmesidir ve bu çalışmada bu amaca ulaşılmıştır. SiC parçacıkları ile ilgili olarak, SiC içeriğinin artmasıyla çekme dayanımında bir azalma tespit edilmiştir. Ayrıca, kompozitlerin kopmadaki uzama değerlerinde de artış gözlemlenmiştir. Ancak, karbon fiber (CF) ile ters bir etki görülmektedir. Çeşitli katkı (CF ve SiC) oranlarında hazırlanan PBT/SiC/CF/MPP kompozitlerinin taramalı elektron mikroskobu görüntülerinin analizi, aglomerasyonların varlığının olmaksızın PBT matrisinde katkı maddelerinin homojen bir şekilde dağıldığını göstermiştir. Özetle, her katkı maddesinin farklı bir etkisi olduğundan dolayı, çeşitli katkı maddelerinin kullanımı PBT kompozitlerinin nihai mekanik özelliklerinin düzenlenmesinde esastır.