THE EFFECT OF MOISTURE INTAKE ON THE WELD STRENGTH OF PA6 AND ITS GLASS FIBER REINFORCED DERIVATIVES JOINED BY HOT PLATE WELDING

Year 2020, Volume: 8 Issue: 1, 175 - 184, 20.03.2020

Sami Sayer Can Özyaman Çiçek Özes

https://doi.org/10.21923/jesd.568933

Abstract

Polyamide, which belongs to the group of polymer-based thermoplastic materials, is widely used in different fields of industry due to its high strength and high temperature resistance properties. Depending on the monomer structure of polyamide (PA) materials, the dehumidification behavior significantly affects the mechanical properties of polyamide-based materials. Semi-finished products manufactured for different areas of the industry should be joined by means of welding methods depending on the production methods and usage areas. In this study, samples produced from PA6 and glass fiber reinforced PA6 were combined by hot plate welding method. In order to investigate the effect of dehumidification behavior on the welding strength, the samples were artificially conditioned at a temperature range of -20 oC to 60 oC for 16 hours. In welded samples, it was observed that the dehumidification rate of PA6 material increased, mechanical strength values decreased and percent elongation values increased with the increase of conditioning temperatures. There was no significant change in the rate of dehumidification for glass-fiber reinforced samples. After conditioning, the highest weld strength was measured as 34 MPa at 0 oC for PA6, 38MPa at -10 oC for PA6 GF15 and 41MPa at -20 oC for PA6 GF30.

Keywords

Hot Plate Welding, Dehumidification, PA6, GF Reinforced PA6

SICAK PLAKA KAYNAĞI İLE BİRLEŞTİRİLMİŞ PA6 VE CAM ELYAF KATKILI TÜREVLERİNİN NEM ALMA DAVRANIŞININ KAYNAK MUKAVEMETİNE ETKİSİ

Abstract

Polimer esaslı termoplastik malzeme grubunda yer alan poliamid, yüksek mukavemet ve yüksek sıcaklıklara dayanma özelliklerinden dolayı endüstrinin farklı alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Poliamid (PA) malzemelerin monomer yapısına bağlı olarak nem alma davranışları malzemenin mekanik özelliklerini önemli ölçüde etkilemektedir. Endüstrinin farklı alanlarında yarı mamul olarak üretilen ürünlerin, üretim şekli ve kullanım alanlarına bağlı olarak kaynak yöntemi ile birleştirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada, PA6 ve cam elyaf katkılı türevlerinden üretilmiş olan numuneler sıcak plaka kaynak yöntemi ile birleştirilmiştir. Nem alma davranışının kaynak mukavemetine etkisini araştırmak amacıyla, numuneler -20 oC ile 60 oC sıcaklık aralığında 16 saat bekletilerek yapay olarak şartlandırılmıştır. Kaynaklı numunelerde, şartlandırma sıcaklıklarının artması ile PA6 malzemede nem alma oranının arttığı, mekanik mukavemet değerlerinin azaldığı ve yüzde uzama değerlerinin ise artığı gözlenmiştir. Cam elyaf katkılı numunelerde ise nem alma oranında önemli bir değişiklik olmamıştır. Şartlandırma sonrasında, en yüksek kaynak mukavemeti PA6 malzemede 0 oC’ de 34 MPa, PA6 GF15’te -10 oC’de 38MPa ve PA6 GF30’da ise -20 oC’de 41MPa olarak ölçülmüştür.  

Keywords

Sıcak Plaka Kaynağı, Nem Alma, PA6, GF Katkılı PA6

References

• Bascheka G., Hartwiga G., Zahradnikb F., 1999. Effect of Water Absorption in Polymers at Low and High Temperatures. Polymer, 40, 3433–3441.
• Chaichanawong J., Thongchuea C., Areerat S., 2016. Effect of Moisture on the Mechanical Properties of Glass Fiber Reinforced Polyamide Composites. Advanced Powder Technology, 27, 898-902.
• Domininghaus H., 1988. Die Kunststoffee und Ihre Eigenschaften, Düsseldorf: VDI-Verlag.
• Ehrenstein G.W., 2004. Handbuch Kunststoff – Verbindungstechnik. München: Carl Hanser Verlag.
• Johannaber F., Michaeli W., 2002. Handbuch Spritzgießen. München: Carl Hanser Verlag.
• Kocatüfek U.E., 2013. Poliamid Esaslı Malzemelerde Cam Elyaf Katkısının Sıcak Plaka Kaynağı Üzerinde Etkisinin Araştırılması. Yayınlanmış Yüksek Lisans Tezi. Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir.
• Kocatüfek U., Yeni Ç., Ülker A., Sayer S., Özdemir U., 2013. Cam Elyaf Takviyeli Poliamid 6 Kompozit Malzemede Sıcak Plaka Kaynak Parametrelerinin Taguchi Yöntemi ile Optimizasyonu. II Ulusal Ege Kompozit Malzeme Sempozyumu, Kasım 7 – 9, İzmir, 467-488.
• Lee B., Kim J., Lee S., Kim Y.K., 2012. Butt-Welding Technology for Double Walled Polyethylene Pipe. Materials and Design, 35, 626–632.
• Moralıoğlu U.E., 2013. Effects of Moisture after Injection on the Mechanical Properties of PA6 and PA66 Materials. Yayınlanmış Yüksek Lisans Tezi. Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir.
• Nanying J., Howard A.F., Val K.A., 2004. Effects of Moisture Conditioning Methods on Mechanical Properties of Injection Molded Nylon 6. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 23 (7), 729-737.
• Oliveira M.J., Bernardo C.A., Hemsley D., 2001. Morphology and Mechanical Behavior of Polypropylene Hot Plate Welds. Polymer Engineering and Science, 41, 1913-1922.
• Oliveira M.J., Bernardo C.A., Hemsley D.A., 2001. The Effect of Flame Retardants on the Hot Plate Welding of Talc Filled Polypropylene. Polymer Engineering and Science, 42, 146-15.
• Shih J.L., Cheng F.C., 2010. The Influence of Interface Geometry on the Joint Strengths of Hot Plate Welded Composites. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 29, 497-509.
• Stokes V.K., 1998. Experiments on the Hot-Tool Welding of Three Dissimilar Thermoplastics. Polymer, 39 (12), 2469-2477.
• Stokes V.K., 1999. A Phenomenological Study of the Hot-Tool Welding of Thermoplastics. Polymer, 40, 6235-6263.
• Stokes V.K., Conway V.R., 2001. A Phenomenological Study of The Hot-Tool Welding of Thermoplastics. 4. Weld Strength Data For Several Blends. Polymer, 42 (17), 7477-7493.
• Vlasveld D.P.N., Groenewold J., Bersee H.E.N., Picken S.J., 2005. Moisture Absorption in Polyamide-6 Silicate Nanocomposites and its Influence on the Mechanical Properties. Polymer, 46 (26), 12567-12576.
• Walter H., Günther H., Siegfried H., 1992. Werkstoff-Führer Kunststoffe. Deutsch: Carl Hanser Verlag.
• Watson M.N., Murch M.G., 1989. Recent Developments in Hot Plate Welding of Thermoplastics. Polymer Engineering and Science, 29, 1382-1386.
• Wolfgang K., 2015. Kunststoffchemie für Ingenieure. Carl Hanser Verlag.
• Yeni Ç., Sayer S., Ülker A., 2010. Poliamid Parçaların Üretim Sonrasında Nem Alarak Şartlandırılması. PAGEV Plastik Dergisi, 111, 296-302.