Nano fulleren katkılı peek matriksli kompozit malzemelerin üretimi ve analizi

Polimer bazlı malzemeler, otomotiv, tıp, havacılık, elektronik ve inşaat gibi birçok endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu malzemeler, performans-maliyet oranları açısından cazip olmalarına rağmen, nispeten düşük erime sıcaklıkları ve mekanik özelliklerdeki değişkenlik gibi bazı sınırlamalara sahiptir. Bu sınırlamalar, polimerlerin bazı uygulamalardaki kullanımını kısıtlamaktadır; ancak, mevcut araştırmalar polimer matrisine çeşitli tiplerde katkı maddeleri ekleyerek polimer kompozit malzemeler geliştirmeye odaklanmaktadır. Literatürdeki birçok çalışma, nano veya mikro boyutlu partikül veya liflerle güçlendirilmiş polimer matris kompozitlerinin mekanik, termal, optik ve elektriksel iletkenlik özelliklerinde önemli iyileşmeler sağladığını göstermiştir. Bu çalışmada, havacılık sektöründe yaygın olarak kullanılan yüksek performanslı termoplastik polimer PEEK, çeşitli oranlarda nano boyutlu fullerene ile çift vidalı ekstrüzyon yöntemi kullanılarak kompoze edilmiştir. Elde edilen kompozitler, çekme dayanımı, morfolojik yapı, termomekanik özellikler ve termal stabilite davranışı açısından incelenmiştir. Sonuçlar, en yüksek çekme dayanımı ve Young modülünün %0,5 ağırlık fullerene içeriğinde elde edildiğini ve saf PEEK'e kıyasla %12,8'lik bir iyileşme gösterdiğini ortaya koymuştur. %0,2 ağırlık gibi düşük dolgu konsantrasyonlarında, malzeme özelliklerinin gelişimine olumlu katkı sağlayan homojen ve nano ölçekli bir dağılım gözlemlenmiştir. Ancak, dolgu içeriği arttıkça, partikül aglomerasyonu şeklinde mikro yapısal heterojenlikler ortaya çıkmıştır. Dinamik Mekanik Analiz (DMA), fullerene eklenmesinin PEEK'in termomekanik özelliklerini geliştirdiğini göstermiş ve %0,5 dolgu oranının en dengeli performansı sağladığını ortaya koymuştur. Termogravimetrik Analiz (TGA) sonuçları ise PEEK matrisine az miktarda fullerene eklenmesinin, malzemenin termal bozunma davranışını kontrol ederek termal stabiliteyi artırdığını göstermiştir.