Effects of twin serew compounding conditions on the mechanical properties of nylon-6 glass fiber composites
Çift burgulu ekst-under çalışma şartlarının cam elyaf takviyeli naylon-6 karma malzemesinin mekanik özelliklerine etkisi
- Tez No: 82537
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜLKÜ YILMAZER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Karma Malzeme, Çift Vidalı Ekstruder, Cam Elyaf, Naylon-6, Mekanik Özellik vı, Composite, Twin Screw Extruder, Glass Fiber, Nylon-6, Mechanical Property IV
- Yıl: 1999
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
oz ÇİFT BURGULU EKSTRUDER ÇALIŞMA ŞARTLARININ CAM ELYAF TAKVİYELİ- NAYLON 6 KARMA MALZEMESİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNE OLAN ETKİSİ Cansever, Murat Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Ülkü Yılmazer Eylül 1999, 138 sayfa Son yıllarda, mekanik özellikleri yüksek performans gösteren plastik malzemelerin üretilmesi amacıyla mevcut polimerlerin katkı maddeleriyle takviyesi, aynı performansı sağlayacak yeni polimer üretimi çalşmalanna göre daha çok tercih edilir hale gelmiştir. Bu amaçla kullanılan yüksek modüllü cam elyaflar, katıldığı polimerik malzemenin mukavemet ve sertliğini arttırmaktadır, ne var ki ekstrüzyon ve enjeksiyon işlemleri sırasında elyaf boyutlarında meydana gelen azalma, malzemeye yapılan takviyenin etkinliğini düşürmektedir. Bu tür olumsuz etkileri ortadan kaldırmak amacıyla kullanılan malzemelerle makinanın özellikleri ve çalışma şartlan tam olarak bilinmelidir. Bu çalışmada, ekstrüzyon çalışma şartlarının, kafa tasarımının ve malzemenin tekrar işlenmesinin, karma malzeme içindeki elyaf boyutlarına etkisi ve bunun mekanik özellikler ile bağlantısı incelenmiştir. Çift burgulu ekstruderin kullanıldığı, cam elyaf takviyeli Naylon-6 karma malzemesinin hazırlanması sırasında, besleme hızı ve burgu dönme hızının cam elyaf boyutlarına olan etkisiniincelemek amacıyla otuzyedi, iki değişik kafa tasarımının cam elyaf boyutlarına olan etkisini incelemek amacıyla iki ve dört kez ekstruderden geçirilen karma malzemenin cam elyaf boyutlarını incelemek amacıyla da beş farklı deney yapılmıştır. Deneyler sırasında alınan numunelerden, enjeksiyonla hazırlanan test örnekleri, darbe dayanım ve mukavemet ölçüm deneylerinde kullanılmıştır. Aym zamanda bu numunelerdeki elyaf dağılımı da ölçülmüş ve mekanik özelliklere olan etkisi araştırılmıştır. Deneysel veriler ve test sonuçlarına göre; mukavemet ve sertlik, elyaf uzunluğuna bağlıdır. Ekstrüzyon sırasında besleme hızı ve burgu dönme hızında yapılan değişikliklerin kayma hızını artırması, ortalama elyaf boyutunda azalmaya yol açmaktadır. Bu etki, ekstüzyonda, enjeksiyona göre daha belirgindir. Ekstrüzyonda dokuz delikli kafa kullanıldığında, beş delikli kafa kullanılarak hazırlanan ürünlerdeki cam elyaf boyutlarına göre daha uzun elyafların bulunduğu gözlenmiştir, fakat bu şartlardaki üretim sırada ortaya çıkan yüksek sıcaklık ve basınç, makinada uzun vadede önemli mekanik problemlere yol açabilir. Dört kez ekstruderden geçirilen karma malzemenin incelenmesi sırasında, ortalama elyaf boyutunda meydana gelen azalma oranının her işlem sonrasında düştüğü gözlenmiştir. Bunu sebebi, işlem sayısı arttıkça elyaf boyutlarındaki azalmanın düşmesidir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT EFFECTS OF TWIN SCREW COMPOUNDING CONDITIONS ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF NYLON-6 / GLASS FIBER COMPOSITES Cansever, Murat M.S., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Ülkü Yılmazer September 1999, 138 pages The main effort in plastics development during recent years has concentrated on improving the performance of existing materials rather than embarking on the extremely expensive alternative of developing an entirely new polymer. One of the ways to achieve this goal is the compounding of polymer by incorporating filler and reinforcements. One of the most common reinforcement used in compounding industry is glass fiber. Addition of high modulus fiber often improves the strength, modulus and toughness of the base resin. However, one of the deficiencies in producing glass fiber reinforced plastics by extrusion and injection molding equipment is the degradation of fiber length. This length reduction decreases the reinforcement efficiency. A study of the phenomena of fiber breakage during processing results in a better understanding of how the process can be manipulated to maintain longer fibers. In this study, the effect of processing conditions, die design and reprocessing on fiber length degradation was investigated in order to produce 111higher performance composites. For this aim, Nylon-6 was compounded with an E-grade glass fiber in a co-rotating intermeshing twin screw extruder. In order to observe the effect of processing conditions, thirty-seven experimental runs were done for various combinations of screw speed and feed rate. Effect of die design, in which the number of holes vary, was investigated with two experimental runs. Reprocessing was studided with five experimental runs where the material was reprocessed four times in the extruder. During these experiments samples from produced material were taken in order to study the mechanical properties of the new composite. Collected samples were injection molded in order to obtain the test specimens. Izod impact and tensile strength tests were performed in order to observe the effect of fiber length on mechanical properties. Also by using the extruded and injection molded samples, fiber length distribution curves for all experimental runs were obtained. Experimental data and test results show that average fiber length in terms of weight and number basis, is directly proportional with strength and stiffness. When the shear rate is increased through the alteration of screw speed and feed rate the average fiber length decreases. This effect is more obvious in extrusion compared to injection molding. When a different die is used in extrusion, although the average fiber length is observed to increase, high melt pressure developed may lead to mechanical problems during processing. Reprocessing causes a decrease in average fiber length. Also it is observed that as the number of reprocessing operations increase the the degree of loss of mechanical performance decreases, because the extent of fiber attrition decreases during each reprocessing operation.
Benzer Tezler
- Preparation and characterization of recycled polypropylene based nanocomposites
Geri kazanılmış polipropilen bazlı nanokompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
FİLİZ CENGİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜLKÜ YILMAZER
- Research on the mechanical and morphological properties of microfibrillar reinforced PET/PP blends at various processing routes
Mikrolif takviyeli PET/PP harmanlarının farklı proses aşamalarındaki mekanik ve morfolojik özelliklerinin incelenmesi
İSMİNUR GÖKGÖZ ERKOÇ
Doktora
İngilizce
2018
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER
- Behaviors of polylactide biocomposites reinforced with microcrystalline cellulose
Mikrokristal selüloz takviyeli polilaktit biyokompozitlerin davranışları
BERK DOĞU
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVDET KAYNAK
- Impact modified poly(ethylene terephthalate)-organoclay nanocomposites
Darbe dayanımı iyileştirilmiş polietilen tereftalat-organik kil nanokompozitleri
ELİF ALYAMAÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜLKÜ YILMAZER
- Analysis and control of impact modifiers for plastics for plastics toughening
Plastiklerde kullanılan tokluk katkı malzemelerinin analiz ve kontrolu
GİSSOU TAEF
Yüksek Lisans
İngilizce
1993
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİLGİN KISAKÜREK