Elektro-eğirme yöntemiyle üretilmiş çok cidarlı karbon nanotüp (Çcknt) takviyeli polivinil alkol (Pva) nano-keçe barındıran kompozit levhaların mekanik davranışlarının belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, oda sıcaklığında elektro-eğirme yöntemiyle üretilmiş farklı oranlarda (ağırlıkça %1, %2 ve %3) Çok Cidarlı Karbon Nanotüp (ÇCKNT) takviyeli Polivinil Alkol (PVA) nano keçe barındıran cam elyaf kompozit levhaların mekanik özellikleri ve kırılma davranışlarının standart mekanik deneyler yardımıyla tayin edilmesi amaçlanmıştır. Bunun için ilk olarak, ÇCKNT takviyeli PVA kullanılarak elektro eğirme yöntemiyle nanoelyaf keçeler üretilmiştir. Üretilen nanoelyaf keçelerin morfolojik yapılarının incelenmesi amacıyla Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM) görüntüleri alınarak analiz edilmiştir. Son olarak, nanoelyaf keçelerden vakum yardımıyla reçine transfer kalıplama (VARTM) tekniği benzeri bir yöntem olan "Vakum Destekli Elle Yatırma Yöntemi" kullanılarak kompozit levhalar oluşturulmuştur. Üretilen PVA esaslı nano yapıların ve sonrasında üretimi gerçekleştirilen PVA nanoelyaf keçe barındıran kompozit numuneler standartlara uygun biçimde Çekme Testi (ASTM D 3039), Düşük hızlı darbe testi (ASTM D 7136), Üç noktadan eğilme testi (ASTM D 7264), Darbe sonrası basma testi (ASTM D 7137) gibi çeşitli mekanik testlere tabi tutulmuşlardır. Testler sonucunda kompozit levhaların mekanik davranışları incelenmiş ve mukavemet değerleri belirlenerek elde edilen sonuçlar mukayese edilmiştir. Son olarak, hasar görmüş numunelerin kırılma yüzeyleri optik ve dijital mikroskop yardımıyla incelenerek farklı oranlardaki ÇCKNT içeren PVA nanofiber takviyesinin numunelerde gelişen hasar davranışlarına ve gelişimlerine etkisi anlaşılmaya çalışılmıştır.

In this study, the mechanical and fracture behaviors of Nano Mats Composite Laminates with different composition rates (%1, %2 and %3) of Electro-Spun Multiwalled Carbon Nanotube (MWCNT) Reinforced Polyvinyl Alcohol (PVA) were investigated by standard mechanical test methods. Firstly, MWCNT reinforced PVA nanofiber mats were produced by electro spinning method. Then, MWCNT reinforced PVA nanofiber mats acquired by electro spinning were used to produce composite laminates by Vacuum Assisted Resin Transfer Molding Process (VARTM) technique. Additionally, SEM (Scanning Electron Microscope) was performed in order to obtain characteristics and morphologies of nano fiber mats of PVA. MWCNT reinforced PVA nano fiber mat composite laminate specimens were tested by performing standardized mechanical tests such as Tensile test (ASTM D 3039), Low velocity impact test (ASTM D 7136), Three point bending test (ASTM D 7264) and Compression after impact test (ASTM D 7137). Mechanical behaviors of composite laminates were observed, mechanical properties were identified and acquired data were compared by means of the test results. Finally, deformed surfaces of specimens were inspected by optical and digital microscopes in order to understand the effect of PVA nanofiber reinforcement with different rates of MWCNT contents into the failure mechanism of specimens.