Polieter eter keton (PEEK) esaslı polimer kompozitlerin hazırlanması ve özelliklerinin geliştirilmesi

Bu çalışmada, havacılık uygulamalarında kullanılmak üzere karbon kumaş (CF) takviyeli polieter eter keton (PEEK) kompozitleri geliştirilmiştir. Karbon fiberlerin düşük yüzey enerjisi ve PEEK matris ile zayıf arayüz bağlantısı sebebiyle karbon kumaşlar nitrik asit, Meldrum asidi ve polieterimid-silika (PEI-SiO2) nanofiberleri ile modifiye edilmiştir. PEEK filmleri ve modifiye edilmiş CF'ler öncelikle 3 katmanlı numuneler halinde üretilerek çekme testi sonuçları değerlendirilmiş ve CF modifikasyon işlemlerine elektroeğirme yöntemiyle PEI-SiO2 yüzey kaplaması ile devam edilmiştir. 13 katmanlı olarak sıcak preste baskılı kalıplama yöntemiyle hazırlanan kompozitlerin mekanik ve kimyasal özellikleri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile kompozitlerin morfolojisi, X-Işınları Fotoelektron Spektroskopisi (XPS) ve Fourier-Dönüşüm İnfrared Spektroskopisi (FTIR) ile kimyasal yapı analizi, dinamik mekanik analiz (DMA) ile mekanik özelliklerin sıcaklıkla değişimi incelenmiştir. Tabakalar arası kayma mukavemeti testi (ILSS) ile kompozitlerin katmanlar arası adhezyonunun CF modifikasyonları ile değişimi incelenmiştir. Çekme testi, 3 nokta eğme testi ve darbe dayanımı testiyle kompozitlerin mekanik özellikleri, Termogravimetrik Analiz (TGA) ile kompozitlerin termal kararlılığı ve Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC) ile kompozitlerin erime ve kristallenme davranışı incelenmiştir. Silika katkılı PEI modifiyeli, elektroeğirme ve baskılı kalıplama yöntemiyle üretilen PEEK-CF kompozitlerinin yüksek çekme dayanımı ve depolama modülüne, aynı zamanda yüksek darbe ve ILSS dayanımına ve kristallenme derecesine sahip olduğu görülmüştür. Sonuçlar, modifiye edilmiş CF'lerle üretilen kompozitlerin iyileştirilmiş arayüz bağlanması sayesinde PEEK'in mekanik dayanıklılığını önemli ölçüde artırdığını ve termal kararlılığını koruduğunu göstermektedir. Bu çalışma, PEEK-CF kompozitlerin havacılık uygulamalarında potansiyel kullanımlarını genişletmek için önemli bir adım olarak değerlendirilmektedir.