Halpın Tsaı Modeli Kullanılarak Poliolefin Nanokompozitlerin Young Modülünün Hesaplanması

Abstract

Bu çalışmada Poliolefin nanokompozitlerde bulunan partiküllerin boyunun kalınlığa oranını öngörmek için Halpin Tsai modeli seçilmiştir.Halpin Tsai mikromekanik modeli, katkı hacmi ve boy-kalınlık oranı yardımıyla tek yönlü kompozitlerin elastik modülünün incelenmesinde kullanılan, fiber kompozit endüstrisinde yaygın olarak bilinen bir kompozit teorisidir. Bu modelde dolgu geometrileri fiber ya da talaş gibi farklı geometrilerde süreksiz bir biçimde olabilir. Poliolefin nanokompozitlerin young modülleri deneysel değerlerden elde edilmiştir. Hesaplamalarda kullanılan parametreler, polimer matriksin ve kilin young modülü, bileşenlerin- nanopartiküllerin - organokillerin kütle ve yoğunluklarıdır. Modül azaltma oranı plaka tipi nanopartiküller için hesaba katılmıştır. Halpin Tsai modelinin avantajı çok farklı matriks malzemesi ve katkı tiplerine uygulanabilir olmasıdır. Halpin Tsai yaklaşımındaki taktoit model (nanopartiküller yığını), nanokompozitlerin özelliklerini incelemek için geliştirilmiştir. Bu çalışmada kullanılmış olan veriler, daha önceden geliştirilmiş olan polietilen ve polipropilen örnekleri - deneysel sonuçlar - ve literatür incelemelerinden elde edilmiştir.

In this work, Halpin-Tsai model was chosen to examine aspect ratio (l/t) of polyolefin nanocomposites by using the measured values of Young modulus of PO NCs. Halpin–Tsai micromechanical model is a well-known composites theory in the fibre composites industry to examine elastic moduli of unidirectional composites as the function of filler volume fraction and aspect ratio.Young moduluses of PO NCs were obtained from the experimental results. The used parameters in these approach are young modulus of pure matrix (PO) and filler (clay); mass and density of ingredients, nanoparticules and organoclays. Modulus Reduction Factor (MRF) was included in Model for platelet type nanoparticules. The advantage of Halpin-Tsai model is that it can be applied to many systems including different type of matrix material and filler types. Tactoid model (stack of nanoparticules) was developed for polymer nanocomposites for examining properties. The data used in this study belongs to experimental results based on previously developed various polyethylene and polypropylene nanocomposites; and other universal values obtained from literature.