Poli-Fital-Amid (PPA) Polimerinin Tribolojik Özelliklerine Karbon Fiber Ve Kayma Hızı’nın Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Bu deneysel çalışmada, katkısız poli-fital-amid (PPA) polimeri ile %30 karbon fiber takviyeli poli-fital-amid (PPA+30%CF) kompozitin, kuru kayma şartları altında paslanmaz çelik disk malzemeye karşı tribolojik performansları araştırılmıştır. Karbon fiber takviyeli kompozit malzeme üretimi endüstriyel tip çift vidalı ekstruder kullanılarak gerçekleştirilmiş olup, aşınma test numuneleri de geleneksel enjeksiyon makinesi kullanılarak kalıplanmıştır. Aşınma testleri 40N yük altında 1.0, 2.0, 3.0 ve 4.0 m/s gibi yüksek kayma hızlarında pim-disk aşınma cihazında, oda sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Aşınma test sonuçlarına göre, %30 karbon fiber takviyeli poli-fital-amid kompozitin spesifik aşınma oranı 10^-13 m²/N  iken katkısız poli-fital-amidin aşınma oranı ise 10^-12 m²/N olarak elde edilmiştir.  Karbon fiber takviyeli poli-fital-amid kompozitin sürtünme katsayısı katkısız poli-fital-amide göre daha düşük olduğu tespit edilmiştir. Karbon fiber takviyeli poli-fital-amid kompozitin kırılma yüzey incelemeleri taramalı elektron mikroskobu kullanılarak yapılmıştır. Deneylerde kullanılan PPA polimer ve PPA+30%CF kompozit malzemelerin aşınma yüzeylerinin mikroyapıları optik mikroskop kullanılarak incelenmiştir.

Keywords

• Poli-fital-amid
• Karbon fiber
• Kompozit
• Aşınma
• Sürtünme

The Effect of Carbon Fiber and Sliding Speed on Tribological Properties of Poly-Phthalamide Polymer

Abstract

In this experimental study, the tribological performance of unfilled polyphthalamide polymer and 30% carbon fiber reinforced polyphthalamide composite sliding against stainless steel under dry sliding environments were studied. Twin screw extruder was used to produce carbon fiber reinforced polyphthalamide composite granules and then injection molded to provide the wear test samples. A pin-on-disc wear test apparatus is used for evaluating the friction and wear behaviors of PPA polymer and PPA composite. The friction and wear tests were conducted at different sliding speeds of 1, 2, 3 and 4 m/s and at applied load 40N. It is found that the 30% carbon fiber reinforced polyphthalamide composite have superior tribological behavior than that of unfilled
polyphthalamide polymer. As a result of study, the coefficient of friction and specific wear rate of polyphthalamide compounds with the addition of carbon fiber reinforcement were reduced. Finally, scanning electron microscope was used to examine fractured surface morphology of composite and optical microscope was also used to examine the wear mechanism of polyphyhalamide polymer and it’s composite.

Keywords

• Polyphthalamide
• Tribology
• Carbon fiber
• Composite
• Wear
• Friction