UHMWPE, üstün mekanik özelliklerinden dolayı yaygın olarak kullanılan bir polimerdir. Basınçlı kalıplama tekniği ile üretilen bu polimer malzemenin mikroyapısal, mekanik ve tribolojik özellikleri, üretim parametrelerine önemli ölçüde bağlıdır. Farklı kalıplama basınçları ve sıcaklıkları, malzemenin özelliklerini önemli ölçüde değiştirir. Bu çalışmada, basınçlı kalıplama tekniği kullanılarak üç farklı kalıplama basıncında (150 Bar, 250 Bar ve 350 Bar) ve üç farklı kalıplama sıcaklığında (120°C, 150°C ve 180°C) UHMWPE polimer numuneler üretilmiştir. Üretilen numunelerin mikroyapısal, mekanik ve tribolojik özellikleri testler altında incelenmiştir. Düşük sıcaklıkta kalıplama ile yapılan üretim parametrelerinin mukavemet artışına neden olduğu saptanmıştır. Öte yandan bu durum sünekliğin azalmasını sağlamıştır. Kalıplama sıcaklıkları arttıkça, aynı kalıplama basınç gruplarının tamamında sünekliğin artmaya eğim gösterdiği tespit edilmiştir. Benzer şekilde aynı sıcaklık grubunda kalıplama basıncının arttırılmasının malzeme mukavemetini arttırdığı görülmüştür. Aşınma direnci için optimum sıcaklık ve basınç olduğu belirlenmiştir. Sürtünme katsayısı (COF) davranışının üretim parametrelerinden çok fazla etkilenmediği gözlemlenmiştir. Aşınma direncinde optimum basınç ve sıcaklık koşullarının oluşmasının ana nedeni olarak polimer parçacıklarının aglomerasyonu olarak öngörülmektedir. Mikroyapıdaki partiküllerin aglomerasyonu nedeniyle taneler arası bağlanma azalmış ve dolaylı olarak aşınma direnci düşmüştür. Çalışma ile basınçlı kalıplama tekniği kullanılarak üretilen UHMWPE malzemesi için optimum kalıplama basıncı ve sıcaklığı belirlenmiştir.
UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene) is a widely used polymer due to its superior mechanical properties. The microstructural, mechanical, and tribological properties of this polymer material produced by the compression molding technique significantly depend on the production parameters. The different molding pressures and temperatures dramatically impact the properties of the material. In this study, UHMWPE polymer samples were produced at three different molding pressures (150 Bar, 250 Bar, and 350 Bar) and molding temperatures (120°C, 150°C, and 180°C) using the compression molding technique. The microstructural, mechanical, and tribological properties of the samples were examined. It is observed that low-temperature molding production parameters cause an increase in strength. On the other hand, this situation enables decreased ductility. It has been determined that as the molding temperatures increase, ductility increase in all the same molding pressure groups. Similarly, it was observed that increasing the molding pressure in the same temperature group increased the strength of the material. It has been determined that there is an optimum molding pressure and temperature for wear resistance. It has been observed that the coefficient of friction (COF) behavior is not much affected by the molding parameters. Agglomeration of polymer particles is envisaged as the main reason for forming optimum pressure and temperature conditions in wear resistance. Agglomerated particles in the microstructure reduce bonding strength and deteriorate wear resistance. The study determined the optimum molding pressure (250 Bar) and temperature (150°C) for the production of UHMWPE material by a compression molding technique.
Birincil Dil | İngilizce |
---|---|
Konular | Polimer Bilimi ve Teknolojileri, Makine Mühendisliği |
Bölüm | Araştırma Makaleleri |
Yazarlar | |
Erken Görünüm Tarihi | 23 Haziran 2023 |
Yayımlanma Tarihi | 26 Haziran 2023 |
Gönderilme Tarihi | 8 Kasım 2022 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2023 |