Kumaş takviyeli polietilen malzemenin şekil hafızası özelliklerinin incelenmesi

Şekil hafızalı malzemeler geçtiğimiz yüzyılın ikinci yarısından itibaren çeşitli bilim dallarının dikkatini çekmiş, özellikle de malzeme biliminde kendine çok önemli bir yer edinmiştir. Diğer akıllı malzemelerle karşılaştırıldıklarında, bu malzemelerin sınaî kullanım alanlarının genişliği, araştırmacıların üzerinde yoğunlaşmalarına neden olmuştur. İlk kez 1950'li yıllarda, bazı alaşımların östenitik-martenzitik faz dönüşümlerinde rastlanılan bu özellikle ilgili yapılan çalışmalar, yapılan araştırmalar sonucunda sınaî ve tıbbî uygulamalara öncüllerinden çok daha uygun olan Nitinol (Ni-Ti)'ün keşfiyle ivme kazanmıştır. Şekil hafızalı alaşımların açtığı yeni ufuklar bilim insanlarına, bu tür malzemelerin daha geniş alanlarda kullanılabilmeleri için itki sağlamış, mevcut şekil hafızalı alaşımlardan daha ucuz ve daha kolay bir şekilde imal edilebilecek yeni malzemelerin arayışı içine sokmuştur. 1980'li yıllarda polimerler üzerine yapılan çalışmalarda, bu malzemelerin ve kompozitlerinin de benzer özelliklere sahip oldukları ortaya konmuştur. Şekil hafızalı alaşımlarınkine göre çok farklı bir mekanikle, çapraz bağlı polimerlerin hemen hemen tümünde "şekil hafızası" gözlemlenmiştir. Polimer ailesinin çeşitliliği, alaşımlara göre hammadde ve imalat maliyetlerinin düşüklüğü ve bazı mekanik ve kimyasal özellikler açısından üstünlükleri, bu malzeme üzerine ilgiyi arttırmış, şekil hafızalı polimerlerin uygulama alanlarının arttırılabilmesi için bu malzemelerin, içerikleri ve üretim yöntemleriyle oynanarak, özelliklerinin yeniden biçimlendirilmesi için yapılan çalışmaların hızlanmasına neden olmuştur. Özellikle tıbbî uygulamalarda, alaşımlara görece yüksek kimyasal kararlılıkları nedeniyle polimerler, gün geçtikçe daha çok tercih edilir olmuştur. Dikişlerden, protezlere, kalp stentlerinden kulak kanalı kalıplarına pek çok cerrahî uygulamada artık şekil hafızalı polimerler kullanılmaya başlanmıştır. Bu tez çalışması İstanbul Teknik Üniversitesi bünyesinde geliştirilen bir malzemenin, içerik olarak kumaş takviyeli polietilen kompozitin şekil hafızası özelliklerini belirlemek için yapılmıştır. Söz konusu malzemeden alınan, aynı standartta, fakat hazırlanma biçilerinde farklılık gösteren 3 ayrı numune üzerinde yapılan deneylerde, bu malzemenin hafıza geçiş sıcaklığı ve hafıza mekanizmasının özellikleri ortaya çıkartılmıştır. Deneyler, bir ısıl oda içerisinde numuneler standart döngülere sokularak yapılmış ve ısıl çiftler yardımıyla sıcaklık değerleri ölçülmüştür. Bu deneylere göre kullanılan kumaş takviyeli polietilenin hafıza geçiş sıcaklığı 42 oC, sabitlik oranın % 60-70 arası ve boyutsal geri dönme kararlılığına da yaklaşık % 95 olarak elde edilmiştir. Ayrıca deneylerden çıkartılan bir başka sonuç da, malzemenin ekstrüzyon yönünün veya yüzey işleminin bu özelliklerde önemli bir değişikliğe yol açmıyor olmasıdır. Bu çalışmada elde edilen verilerin bu tip malzemelerin hafıza davranışlarının modellenmesinde ve bu malzemenin türevlerinin hafıza özelliklerinin ortaya çıkartılmasında faydalı olması umulmaktadır.