Grafen nanotüp ve cam elyafla güçlendirilmiş LED ile kürlenen polyester kompozit üretiminin araştırılması

Gelişen teknoloji ve sanayileşme, yeni malzemelerin keşfedilmesine ve geliştirilmesine neden olmuş, yüksek mekanik, fiziksel özelliklerin yanında yüksek korozyon direnci, sertlik, sıcaklık, hafiflik ve elektrik iletkenliği gibi özelliklere sahip olan kompozitlerin üretilmesine olanak sağlamıştır. Polimer kompozit üretiminde cam veya karbon elyaf takviyesi yanında özellikle son yıllarda nano partikül katkılı kompozitlerin üretimi önemli ölçüde artmıştır. Bu kapsamda son yıllarda Grafen Nanotüp (GNT)'ler iyi sertlik, olağanüstü dayanım, elektriksel özellikleri, mükemmel optik, ultra düşük ağırlık ve termal özellikleri nedeniyle araştırmacıların ilgisini çekmiştir. Işık Yayan Diyot (LED) ile kürlenen polimer teknolojisi belirli alanlarda kullanılmasına rağmen mühendislik uygulamalarında kullanımı çok yeni bir konudur. Fotobaşlatıcı içeren polimer matrisler belirli bir dalga boyundaki LED ışığı altında hızla sertleşmeye olanak tanımaktadır. Böylece, kompozit üretim hızları artmakta ve tehlikeli madde sınıfında olan peroksitlerin kullanımını azaltılabilmektedir. Ayrıca, LED ışığı altında polimerleşme yüzeyden başladığı için üretim sürecinde açığa çıkan stiren emisyonlarının önemli miktarda azaltılması sağlanabilmektedir. Çalışmada matris malzemesi olarak foto başlatıcı içeren LED ile kürlenen polyester reçinesi (LED-PE), takviye elamanı olarak cam elyafı ve tek duvarlı karbon nanotüp olarak bilinen grafen nanotüp (GNT) kullanılmıştır. Kompozit üretiminde takviye malzemesi olarak dokuma cam elyafı ve %0, %0,001 , %0,003, %0,005, %0,01 ve %0,015 oranlarında GNT katılmıştır. Bu oranlara sahip GNT katkılı LED-PE kompozit ve cam elyaf dokuma takviyeli GNT'li LED-PE kompozit olmak üzere iki grup kompozit üretilerak deneyler gerçekleştirilmiştir. Sertleşmemiş reçine özellikleri için jelleşme süresi, jelleşme sıcaklığı, pik ekzoterm ve kürlenme sıcaklığı ile vizkozite ve reolojik özellikleri incelenmiştir. Üretilen GNT'li LED-PE kompozitler üzerinde ise eğilme dayanımı, çekme dayanımı, elastikiyet modülü, elastik limit, uzama yüzdesi, basınç dayanımı, Shore-D sertliği, darbe dayanımı, termal iletkenlik deneyleri ile empedans spektroskopisi, SEM, FT-IR ve TGA analizleri uygulanmıştır. Sonuç olarak; endüstriyel uygulamalarda kullanılabilecek LED ile kürlenen Polyester matrisli, cam elyaf ve GNT takviyeli üstün mekanik, fiziksel ve elektriksel özelliklere sahip yüksek performanslı polimer kompozit üretimi gerçekleştirilmiştir.