Geleneksel doğrudan karıştırma ve püskürtme yöntemleriyle üretilen grafen katkılı elyaf takviyeli polimer kompozitlerin mekanik özelliklerinin karşılaştırılması

Cam elyaf malzemeler kompozit üretiminde tercih edilen elyaflardan biridir. Bu tür kompozitlerin en önemli dezavantajlarından biri cam elyafın epoksi reçine ile güçlü bir bağ kuramaması ve üretilen malzemelerin tokluğunun düşük olmasıdır. Bu nedenle malzemenin z ekseni yönündeki dayanımını ve elyaf ile epoksi arasındaki bağı geliştirmek için nanopartiküller kullanılmaktadır. Bu çalışmada malzemeye %0,5 oranında grafen eklenerek kompozitlerin fiber-matris arayüzey davranışının iyileştirilmesi ve kompozit tokluğunun arttırılması çalışılmıştır. Çalışma kapsamında numuneler doğrudan karıştırma yöntemi ve püskürtme yöntemi ile üretilmiştir. Homojen dağılımın sağlanması için Triton X-100 yüzey aktif maddesi kullanılmıştır. Üretilen numunelerin mekanik ve termal özelliklerini incelemek için Üç Nokta Eğme Testi, Dinamik Mekanik Analiz (DMA) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) Analizi yapılmıştır. Test sonuçları incelendiğinde malzemelerin en yüksek eğilme dayanımının 432,29 MPa, eğilme modülünün ise 14,96 GPa ile Püskürtme Yönteminde olduğu görülmüştür. Böylece, %0,5 grafen ilavesi ile malzemenin eğilme dayanımı referans numuneye kıyasla Püskürtme Yönteminde %15,25 oranında artmıştır. Öte yandan DMA analiz sonuçlarına göre referans numunenin en yüksek Tg değerine ve Depolama modülüne sahip olduğu görülmüştür. En yüksek Tg değeri 114,6°C olarak belirlenmiştir. Püskürtme yöntemiyle üretilen numune en yüksek kayıp modülüne ve en yüksek damping faktörüne sahiptir. Bu sonuçlar malzemenin çapraz bağ yoğunluğu değeri ile doğrudan ilişkilidir. SEM analizi ile elde edilen görüntüler incelendiğinde doğrudan karıştırma yöntemi ile üretilen malzemenin yapısında aglomere grafen nanopartikülleri gözlenmiştir. Sprey yöntemi kullanılarak üretilen malzemelerde doğrudan karıştırma yöntemine göre homojen dağılım sağlandığı gözlemlenmiştir.