Improvement of interface in PVC and aluminium structures
PVC-alüminyum yapılarında ara yüzeyin iyileştirilmesi
- Tez No: 712181
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ÖZGÜR SEYDİBEYOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Kimya Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemistry, Chemical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 135
Özet
Yapılarda kullanılmakta olan pencere, kapı ve diğer bir çok üründe, farklı malzeme özelliklerinin bir araya getirildiği yenilikçi hibrid ürün arayışları yer almaktadır. Binalarda, yaygın olarak tercih edilen PVC pencereler, polivinil klorür (PVC) esaslı profiller ve mekanik güçlendirme sağlayan çelik saclar gibi, birden fazla komponentin bir araya gelmesi ile oluşmaktadır. Yapılan çalışmada, bu tür uygulamalar için profile celik sac takma işleminin yerine geçebilecek, PVC ile alüminyum gibi iki farklı malzemenin birleştirilme teknikleri ve hibrid bağlantılar araştırılmıştır. Amaç, PVC ve alüminyumun birleştirilmesi için, ara yüzey yapısının iyileştirilmesi olup, mekanik yüzey işlemleri ve ilave proseslerin etkileri incelenmiştir. Alüminyum yüzeyine farklı geometrilerde gercekleştirilen yüzey pürüzleme işlemleri ile PVC ve alüminyum hibrid birleştirme yapısına ön işlemler, yapıştırıcı, plazma veya emulsiyon PVC gibi bazı ek prosesler uygulanmıştır. Yüzeyleri mekanik olarak deforme edilen alüminyum numuneler hazırlanmış ve PVC şeritler ile birleştirilmiştir., Bindirmeli bağlantılarda kayma testi, 3 nokta eğme, kısa kiriş eğme testi (ILSS), ve ısısal genleşme katsayısı (CTE) belirleme testleri yapılmıştır. Optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu ve atomik güç mikroskobu ile mikroyapısal incelemeler yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, alüminyum yüzeyindeki mekanik pürüzlenmesinin PVC ve alüminyum arasındaki yapışmayı önemli ölçüde iyileştirdiği tespit edilmiştir. Alüminyum yüzeyinde yapılan geometrisel değişimlerde en iyi sonuçlar yandan kesikli ve delikli numunelerde elde edilirken, eklenen prosesler içinde ise primer ile ön işlem ve yapıştırıcının kullanıldığı hibrid numunelerin değerlerinde önemli bir iyileşme olduğu belirlenmiştir. Bu modifikasyonlar ile bindirmeli bağlantılardaki kayma mukavemetinde yaklaşık iki kat artış, üç nokta eğme test sonuçlarında yer alan sehim değerlerinde yaklaşık % 45 azalma sağlanmıştır. Gerçekleştirilen kısa kiriş eğme testlerinde de, ilave edilen proses ve yüzey işlemlerinin genel bir olumlu davranış (% 47 artış) sergilediği gözlemlenmiş olup, aluminyum yüzeyi için deforme edilen numune ile proses açısından primerlenerek ön işlem ve yapıştırıcı uygulaması yapılan numunelerde en iyi çıktılar elde edilmiştir. Isıl genleşme katsayısı hesaplarında, ara yüzeydeki yapışmanın etkisi ve aluminyumda yapılan mekanik işlemler ve proses ilaveleri ile genleşme katsayısı değerinin, olumlu yönde yaklaşık 0.15 mm/oC azaldığı görülmüştür. Numunelerdeki ara yüzey üzerinde, optik mikroskop, SEM ve AFM analizleri gerceklestirilerek, boşluk yapıları incelenmiştir. Yapışma sonucları iyi çıktılar sağlayan numunelerde, metal yüzeyinde aşınma ve deliklerin PVC ile dolması sayesinde, hibrit yapı içinde istenen kilitleme mekanizmasının oluştuğu görülmüştür. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar ve farklı değişkenler göz önüne alınarak yapılan DOE analizine göre, PVC ve alüminyum için geliştirilen bağlantı teknikleri sayesinde, uygulamaya dönüşebilecek yenilikçi ürünlerin pazara sunulması olasıdır.
Özet (Çeviri)
There is a search for innovative hybrid products that combine different material properties in windows, doors and many other products used in buildings. PVC windows, which are widely preferred in buildings, are formed by the combination of more than one component, such as polyvinyl chloride (PVC) based profiles and steel sheets providing mechanical reinforcement. In this study, the joining techniques of two different materials such as PVC and Aluminium, and hybrid joining, which can replace steel insertion for such applications, were investigated. The aim was to improve the interface structure for the joining of PVC and Aluminium, and the effects of mechanical surface roughness and additional processes were investigated. With the surface roughening processes carried out in different geometries on the aluminium surface, some additional processes such as pre-treatments, adhesive, plasma or emulsion PVC were applied to the PVC and aluminium hybrid joining structure. Aluminium samples with mechanically deformed surfaces were prepared and joined with PVC strips. Lap-shear, interlaminar shear strength (ILSS) , 3P bending and coefficient of linear thermal expansion (CTE) tests were performed. Microstructural investigations were performed with optical microscope, scanning electron microscope and atomic force microscope. According to the results obtained, it was determined that the mechanical surface roughness on the aluminium improved joining interface between PVC and aluminium. While the side punched and perforated samples achieved the best results in terms of geometrical variations on aluminium surface, the hybrid samples, which included pre-treatment and adhesive in the added processes, showed a considerable increase in values. These improvements resulted in a 2-fold increase in lap-shear shear strength and 45 percent reduction in 3-point bending test results. The added process and surface treatments indicated a general positive behavior (47 percent higher) in interlaminar shear stress testing, with the best outputs obtained in samples with a deformed aluminium surface and samples with pre-treatment and adhesive application in terms of the process. The influence of adhesion on the interface, as well as mechanical processes and process changes done on aluminium, have been measured to diminish the value significantly (about 0.15 mm/oC) in the coefficient of linear thermal expansion calculations. On the interface of the samples, optical microscopy, SEM and AFM analyzes were performed and the cavity structures were examined. In the samples with good adhesion results, it was observed that the desired locking mechanism was formed in the hybrid structure, thanks to the abrasion on the metal surface and the filling of the holes with PVC. According to the results obtained in this study and the Design of Experiment (DOE) analyzes made by considering different variables, it is possible to launch innovative products that can be turned into applications by help of the connection techniques developed for PVC and aluminium.
Benzer Tezler
- PVC-silika kompozit malzemelerinin geliştirilmesi
Başlık çevirisi yok
SEVGİ ULUTAN
Doktora
Türkçe
1994
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEVRİM BALKÖSE
- Effect of aminosilane caupling agents on the physical properties of pvc-perlite composites
Başlık çevirisi yok
BURAK ESAT
- Modern yol inşaatında geotekstil ve geodrit uygulaması konularında araştırma
A Research on utilization of geotextile and geodrid in modern road construction
İSKENDER MELİH AKSOY
- Vollastonit dolgulu poliamitin krom kaplama sürecinin iyileştirilmesi ve termal çevrim dayanımının değerlendirilmesi
Enhancment of chromium coating with wollastonite filled polyamid process and investigation of its thermal cycling resistance
HAKAN YAZICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMİZ GÜLTEKİN AKAY
