Nadir toprak elementleri ve karbon elyaf tozu ile geliştirilen dolgu maddelerinin polipropilenin mekanik, termal ve morfolojik özelliklerine etkisi

Bu çalışmada, termoplastikler bir polimer olan polipropilenin mekanik, termal ve morfolojik özelliklerine karbon elyaf tozu ve nadir toprak elementlerinden lantan oksit ve seryum oksit ile hazırlanmış dolgu maddelerinin etkisi incelenmiştir. Lantan oksit ve seryum oksit suda ayrı ayrı çözüldükten sonra bu çözeltilere karbon elyaf tozu ilave edildi. Çözeltiler içerisindeki su buharlaşana kadar 90 ila 100 oC arasında manyetik karıştırıcıda karıştırılarak bekletildi. Daha sonra alçak yoğunluklu polietilen çözeltisine eklenen bu karışım yeni bir form alacak şekilde hazırlandı. Hazırlanan dolgu malzemeleri kurutulduktan sonra ve bir öğütücü makinesinde partikül haline getirildi. Öğütülen partiküller ağırlıkça %10, %20 ve %30 oranlarında polipropilen ile karıştırılarak eriyik akış analizi yapıldı. Daha sonra PP ve üretilen dolgu malzemeleri yine ağırlıkça %10, %20 ve %30 oranlarında önce mekanik olarak daha sonra da ekstrüzyonda homojen olarak karıştırıldı. Ekstrüzyondan çıkan şerit malzeme su içinden geçirilerek soğutuldu ve kırıcıda 2 ila 3 mm büyüklüğünde granüller haline getirildi. Elde edilen granüller plastik enjeksiyon makinasında basılarak standart test numuneleri elde edildi. Üretilen bu kompozit test numuneleri ile çekme, eğilme ve Charpy darbe analizleri yapıldı. Ayrıca kompozit malzemelerin termal özelliklerindeki değişimi incelemek için termogravimetrik analiz (TGA) ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) analizleri yapıldı. Bunlara ek olarak, dolgu malzemesi ve matris malzemenin bağlanma mekanizmalarının belirlenmesi için elektron mikroskobu ile kesit görüntüleri incelendi. Yapılan çekme testi sonuçlarında dolgu malzemesi artışı ile kompozit malzemelerin çekme mukavemetlerinde düşüş gözlenmiştir. Saf PP numunelerinin çekme mukavemeti ortalama 31,23 MPa iken ağırlıkça %10 karbon elyaf tozu takviyeli seryum içerikli (NM7) numunelerin çekme mukavemeti 32,05 MPa olarak bulunmuştur. NM7 numaralı kompozit malzemenin hem çekme hem de üç-nokta eğilme mukavemetleri saf PP ye göre yüksek çıkan tek malzeme olduğu tespit edilmiştir.