Kemik Külü ve Uyumlaştırıcının PP/PA6 Matrisli Kompozitlerin Mekanik Özellikleri Üzerine Etkisi
Öz
Bu çalışmada, polipropilen (PP)/poliamid 6 (PA6) karışımlarında kullanılan kemik külü ve uyumlaştırıcı olarak maleik anhidrit aşılı polipropilen (MAPP) katkısının kompozitlerin mekanik ve ayrıca tribolojik özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Kemik tozu özellikle gıda sektöründe atık bir malzeme olarak karşımıza çıkmaktadır. Polimer matrisli kompozitlerde değerlendirilmesi petrol bazlı içeriğin azaltılması ve biyo-bozunur malzeme avantajı sunmasından dolayı önem arz etmektedir. Kompozitler ergiyik harmanlama yöntemi ile bir çift vidalı ekstrüder kullanılarak üretilmiş ve ardından enjeksiyon kalıplama ile mekanik ve tribolojik testlerde kullanılacak numune ölçülerine kalıplanmışlardır. Kompozitlere çekme testi, üç-nokta eğme testi, Shore D sertlik testi ve ball-on-disk kayma aşınma testleri uygulanmış ve sonuçlar kompozit bileşimine göre karşılaştırılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde, kemik külü katkısının sertlik üzerinde, uyumlaştırıcı katkısının ise çekme ve eğme mukavemeti üzerinde daha etkili olduğu bulunmuştur. %20 ve %30 kemik külü katkısında en yüksek mekanik özelliklere ulaşılmıştır. Kemik külünün sürtünme katsayılarını düşürmede de çok etkili olduğu, özellikle uyumlaştırıcı ile birlikte kullanıldığında aşınma direncini önemli miktarda (%98’e kadar) azalttığı bulunmuştur. Özetle, kemik külü ve MAPP sinerjik etkisi ile elde edilen PP/PA6 matrisli kompozitler mekanik ve aşınma direnci gerektiren uygulamalar için ümit vadetmektedir.
Anahtar Kelimeler
Kemik külü, maleik anhidrit, mekanik özellikler, poliamid 6, polipropilen
Kaynakça
- Karimah, A., Ridho, M. R., Munawar, S. S., Adi, D. S., Ismadi, Damayanti, R., Subiyanto, B., Fatriasari, W., & Fudholi, A. (2021). A review on natural fibers for development of eco-friendly bio-composite: Characteristics, and utilizations. Journal of Materials Research and Technology, 13, 2442-2458.
- Pickering, K. L., Aruan Efendy, M. G., & Le, T. M. (2016). A review of recent developments in natural fibre composites and their mechanical performance. Composites Part A – Applied Science and Manufacturing, 83, 98-112.
- Peças, P., Carvalho, H., Salman, H., & Leite, M. (2018). Natural fibre composites and their applications: A review. Journal of Composites Science, 2(4), 66.
- Ayrilmis, N., & Ashori, A. (2016). Alternative solutions for reinforcement of thermoplastic composites. Natural Fiber Composites, CRC Press, 65-92.
- Shubhra, Q. T. H., Alam, A. K. M. M., & Quaiyyum, M. A. (2011). Mechanical properties of polypropylene composites: A review. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 26(3), 362-391.
- Rocha, J. A., Steffen, T. T., Fontana, L. C., & Becker, D. (2021). Effect of maleic anhydride and oxygen functionalized carbon nanotube on polyamide 6 and polypropylene blend properties. Polymer Bulletin, 78, 5623-5639.
- Kang, D. H., Hwang, S. W., Jung, B. N., & Shim, J. K. (2019). Characterization and morphological development of polypropylene/polyamide 6 blends using polyamide 6 powder and single-walled carbon nanotube. Journal of Composite Materials, 53(16), 2197-2207.
- Do, V.-T., Nguyen-Tran, H.-D., & Chun, D.-M. (2016). Effect of polypropylene on the mechanical properties and water absorption of carbon-fiber-reinforced-polyamide-6/polypropylene composite. Composite Structures, 150, 240-245.
- Jha, N. S., Rathod, P., Wagh, S. M., & Pande, S. A. (2018). Investigation on the mechanical, thermal properties of polyamide 6/polypropylene blends with natural talc as filler. Proceedings of the International Conference on Multidimensional Role of Basic Science in Advanced Technology - ICMBAT 2018. 2104, 020019-1-020019-10.
- Chow, W. S., Mohd Ishak, Z. A., Karger-Kocsis, J., Apostolov, A. A., & Ishiaku, U. S. (2003). Compatibilizing effect of maleated polypropylene on the mechanical properties and morphology of injection molded polyamide 6/polypropylene/organoclay nanocomposites. Polymer, 44, 7427-7440.