Saf suyun alüminyum-kompozit levhaların yapıştırma bağlantılarındaki naylon 6.6 nanofiber takviyeli yapıştırıcılara etkisi

Abstract

Bu yüksek lisans tez çalışmasında, birçok endüstriyel sektörde kullanılmakta olan epoksi yapıştırıcıların geliştirilmesi hedeflenmiştir. Cıvata veya kaynak bağlantısının uygun olmadığı Alüminyum 2024-T3 malzemesi ile karbon elyaf takviyeli kompozit malzemelerin yapıştırılmasında kullanılan epoksi yapıştırıcılar, saf naylon 6.6 ve grafen ilave edilmiş naylon 6.6 nanoelyaflar ile güçlendirilmiş ve saf suyun bu yaptırıcılar üzerine etkisi araştırılmıştır. Deney Numunelerinin hazırlanmasında ilk olarak saf naylon 6.6 ve ağırlıkça %1, %3 ve %5 grafen nano partiküller (GNP) içeren naylon 6.6 nanoelyaflar elektro-eğirme yöntemiyle üretilmiştir. Üretilen nanofiberler fourier dönüşümlü infrared spektrometre (FT-IR), diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve geçirmeli elektron mikroskobu (TEM) ile karakterize edilmiştir. Nanopartiküllerin nanofiberler içerisindeki dağılımları görüntülenmiştir. Yapıştırma bağlantılarında kullanılacak olan karbon fiber levhalar ve Alüminyum 2024-T3 levhalar uygun ölçülerde kesilmiş ve yapıştırma işlemi için yüzeyleri uygun hale getirilmiştir. Yüzey hazırlama işlemlerinden sonra nanofiberler, karbon elyaf kompozit ve Alüminyum 2024-T3 yapıştırma numunelerinin yapıştırma bölgelerine ilave edilerek tek taraflı bindirmeli deney numuneleri ASTM D1002-10 standartına göre hazırlanmıştır. Üretilen deney numuneleri farklı sürelerde (1,7,14 ve 21 gün) saf su içerisinde bekletilmiş ve çekme testleri yapılmıştır. Elde edilen numuneler hiç suda şartlanmamış numunelerle kıyaslanmıştır. Kırılma yüzeyleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenerek naylon 6.6 nanofiberlerin ve grafen nano partikül (GNP) takviyeli nanofiberlerin yapıştırma bağlantıları üzerindeki etkileri, detaylı olarak açıklanmıştır.

In this master thesis study, it was aimed to develop epoxy adhesives which are used in many industrial sectors. Epoxy adhesives which are used in carbon fiber reinforced composite materials and Aluminum 2024-T3 material joints, not suitable for bolts or welding connections, were reinforced with neat nylon 6.6 nanofibers and graphene nanoparictle added nyylon 6.6 nanofibers and aging in purified water were investigated. In order to prepare test sample firstly, neat nylon 6.6 and nylon 6.6 which contains %1, %3, %5 ratios of graphene nanoparticles (GNPs) by weigth were produced. Having been produced nanofibers were characterized by means of fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), differential scanning calorimetry (DSC), scaning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM). Dispersion of the nanopartciles in nanofibers were imaged. Carbon fiber sheets and Aluminium2024-T3 sheets which would use adhesive joints were cut with apropriate dimentions and suitable surfaces were achived for adhesive process. After surface preparation, single lap joint test specimens were prepared according to ASTM D1002-10 standard by adding nanofibers to the bonding regions of carbon fiber composite and aluminum 2024-T3 bonding samples. The test samples were exposed to pure water at different durations (1,7,14 and 21 days) and tensile tests were performed. The samples obtained were compared with samples that were not treated with water. Effects of nylon 6.6 nanofibers and graphene nanoparticle (GNP) added nanofibers on bonding connections were explained in detail with the examination of crack surfaces by scanning electron microscope (SEM).