Development of carbon fabric-reinforced polylactic acid/acrylonitrile butadiene styrene multilayer composites

Çok katmanlı kompozitler, ultra hafif ağırlıkla birlikte gelişmiş mekanik özellikler sağladıkları için hem malzeme bilimi dünyasının hem de endüstrinin ilgisini çekmektedir. Ayrıca çevre sağlığı için geri dönüştürülebilir, biyolojik olarak parçalanabilir malzemelerin polimer kompozitlerinde kullanımına yönelik artan bir talep vardır. Bu çalışmada, polimer karışımları polilaktik asit (PLA) ve ağırlıkça %10, %30 ve %50 akrilonitril bütadien stiren (ABS) kullanılarak hazırlanmıştır. Bu polimerleri uyumlu hale getirmek için, maleik anhidrit aşılanmış stiren-etilen-bütilen-stiren terpolimeri (SEBS-MAH), etilen-glisidil metakrilat kopolimeri (E-GMA), stiren-maleik anhidrit (SMA) ve stiren-akrilonitril-glisidil metakrilat (SAN-GMA), ağırlıkça %5, %10 ve %15 olarak eklenmiştir. Polimer harmanlama, aynı yönde dönen çift vidalı bir ekstrüder kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çok katmanlı kompozitlerin polimer tabakaları, saf PLA, 70PLA/30ABS ve 10SAN-GMA/(70PLA/30ABS) kullanılarak hazırlanmış, ve bir ve üç katmanlı karbon kumaş ile güçlendirilmiştir. Çok katmanlı kompozitler basınçlı kalıplama prosesi ile üretilmiştir. Polimer karışımları ve çok katmanlı kompozitler esas olarak fiziksel özellikleri ve morfolojileri açısından karakterize edilmiştir. Tüm ikili karışımlar yaklaşık olarak aynı darbe dayanımı değeri gösterirken, 70PLA/30ABS karışımının çekme mukavemeti, diğer ikili karışımlara göre %40 daha fazladır. PLA/ABS karışımına ağırlıkça %10 SAN-GMA'nın eklenmesi, üçlü karışımlar arasında en yüksek darbe dayanımı olan 27.0 kJ/m2 ile sonuçlanmıştır. Üç tabaka karbon kumaş içeren kompozitler, bir tabakalı olanlara göre daha yüksek mekanik özellikler göstermiştir. SAN-GMA uyumlaştırıcısı PLA ve ABS arasındaki arayüz gerilimini düşürmekte etkili olmuştur. Ancak çok katmanlı kompozitlerin polimer tabakalarında kullanıldığı durumda aynı etkiyi sağlayamamıştır.