Pan nanoelyaf/pe takviyeli kendi kendini onarabilen CETP kompozitlerin mekanik özelliklerinin araştırılması

Cam elyaf takviyeli epoksi matrisli polimer kompozitlerin (CETP) dayanıklılık ve güvenilirliğini artırmak amacıyla, vakum torbalama yöntemi kullanılarak dört farklı tipte numuneler üretilmiştir. Bu numuneler; (i) modifiye edilmemiş saf yapı, (ii) ağırlıkça %15 oranında yüksek yoğunluklu polietilen (PE) tozu ile modifiye edilmiş epoksi matrisli yapı, (iii) elektrospin yöntemiyle üretilmiş poliakrilonitril (PAN) tabanlı nano-elyaf keçenin ara katman olarak entegre edildiği yapı ve (iv) her iki modifikasyonu içeren hibrit yapıdan oluşmaktadır. Numuneler düşük hızlı darbe testine tabi tutulmuş; bunların yarısı 150 °C'de 30 dakika süreyle ısıl işleme maruz bırakıldıktan sonra yeniden test edilmiştir. PE katkısı, referans numunelere kıyasla tepe yük değerinde azalma oluşturmuş; ancak ısıl işlem sonrası mikro çatlakların doldurulmasıyla bu kaybın büyük ölçüde geri kazanıldığı görülmüştür. PAN nano-elyaf keçe ara katmanlarının varlığı, ilk yük kaybını sınırlamış; hibrit yapı ise her iki modifikasyonun avantajlarını birleştirerek en yüksek ilk darbe mukavemetini göstermiş, tekrar darbesi sonrasında kapasitesini korumuş ve en düşük kalıcı hasar göstermiş, ayrıca ısıl işlem sonrasında performansta ilave yaklaşık %10'luk bir artış gözlenmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) incelemeleri, eriyen PE'nin nano-elyaf keçe boyunca ilerleyerek delaminasyon bölgelerini onardığını göstermiştir. Bu durum, etkili ve sinerjik bir kendi kendini iyileştirme mekanizması ortaya koymuştur. Elde edilen bulgular, PAN nano-elyaf keçelerin çatlak ilerlemesini engellerken PE'nin sıcaklıkla tetiklenen bir iyileşme işlevi üstlendiğini göstermektedir. Bu iki bileşenin sinerjik etkisi, hafif yapılı CETP kompozitlerde artırılmış darbe mukavemeti ve mekanik bütünlüğün geri kazanımı için uygulanabilir bir yaklaşım sunmaktadır.