Carbon Fiber - Poliüretan Ve Epoksi Kompozitlerinin Dinamik Mekanik Karakterizasyonu

Abstract

Epoksi ve poliüretan içeren karbon fiberle güçlendirilmiş kompozitlerin dinamik mekanik özelliklerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bundle şeklinde ve kısa kesilmiş karbon fiberler güçlendirme ajanı olarak kullanılmıştır. Epoksi kompozitleri için “curing” metot, poliüretan kompozitleri içinse “casting” metot kullanılmıştır. Iki tür karbon fiber kullanılmıştır. Epoksi veya poliüretan kompozitlerin mekanik özellikleri dinamik mekanik analiz ile araştırılmıştır. Farklı sıcaklıklarda, kompozitlerin elastik modulus, loss modulus, kompleks viscosity and tan delta değerleri incelenmiştir. Ayrıca çekme uzama deneyleri de farklı sıcaklıklarda çalışılmıştır. Epoksi kompozitleri, elli gün sonunda yüksek bir modül değerine sahip olmaktadır. Çalışmanın ilk kısmı epoksi ile kabon fiber kompozitlerini içermektedir. Ikinci kısımda karbon fiberle güçlendirilmiş poliüretan kompozitleri uzerinde araştırma yapılmıştır. Karbon fiber miktarının artması mekanik özellikleri etkilemektedir. Buna ek olarak young modulus, dayanıklılık ve maksimum çekme ve uzama değerleri fiber miktarına bağlı olarak değişmektedir. Bundle halde kullanılan fiberle yapılan poliüretan deneylerinde, yüksek modül değerleri elde edilebilmiştir. Bu çalışmalara ek olarak, poliüretan ve epoxy birarada kulanılarak carbon fiber ile güçlendirilmiştir. Karbon fiber miktarı ve hardener miktarı değiştirilerek deneyler yapılmıştır.

The aim of this thesis is to investigate the dynamic mechanical properties of reinforced carbon fiber composites which contain polyurethane and epoxy. Carbon fiber was used reinforcement agent in chopped and bundle form. Curing method was used for epoxy composites and polymer systems; also casting method was used to prepare polyurethane composites. Two kinds of carbon fibers were used for epoxy composites. Mechanical properties of epoxy or polyurethane composites were studied by using dynamic mechanical analysis. Storage modulus, loss modulus, tan delta and complex modulus of composites were investigated at different temperatures. The stress-strain relationship was studied for five and fifth day left day samples for carbon fiber reinforced composites. There were significant developments obtained on modulus values after fifth days for epoxy composites. In the first part of study, epoxy has been reinforced with carbon fiber. In the second part, polyurethane and carbon fiber composite was presented. While increasing amount of carbon fiber in an epoxy composite, it affected the mechanical properties. In addition, young modulus, toughness, maximum stress and strain were developed with carbon fiber. There were results that using bundle of carbon fiber was resulted in significant increase for modulus of polyurethane composites. Carbon fiber improved the mechanical properties of polyurethane-carbon fiber composites. In addition, both polyurethane and epoxy has been reinforced with chopped carbon fiber. Here, the amount of carbon fiber and hardener were changed.