Geri Dön

TPU/B4C elektroreolojik termoplastik elastomer kompaund geliştirilmesi

Development of TPU/B4C electrorheological thermoplastic elastomer compound

PDF İndir

  1. Tez No: 970611
  2. Yazar: NUR SULTAN YOLDAŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ULVİ ŞEKER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Mühendislik Bilimleri, Polymer Science and Technology, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu çalışmada, termoplastik elastomer matrisli ve B4C katkılı kompaund üretimi ve özelliklerinin tayini amaçlanmıştır. Kompaundların hazırlanması için granüle edilmiş termoplastik poliüretan (TPU) ve toz halindeki bor karbür (B4C) (ortalama toz boyut dağılımı 25 µm) ağırlıkça %1, %2 ve %3 olmak üzere üç farklı oranda çift vidalı ekstruder ile karıştırılmış ve granüle edilmiştir. Kompaundların ısıl özellikleri Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) ve VICAT yumuşama sıcaklığı testleri ile, akış özellikleri de ergime akış indeksi (MFI) testi ile incelenmiştir. Üretilen malzemenin ısıyı iletme kapasitesini belirlemek amacıyla ısıl iletkenlik ölçümü yapılmıştır. Mikro yapı incelemeleri optik mikroskop ile gerçekleştirilmiştir. Kompaundların geri sekme esnekliği düşey geri esneklik test cihazı ile ölçülmüştür. Mekanik dayanımı ve deformasyon davranışını belirlemek amacıyla basma testi gerçekleştirilmiştir. Reçetelere göre filament şeklinde hazırlanan numunelerin dört prob cihazı ile elektrik iletkenliği ölçülmüştür. Elektroreolojik özellikleri incelemek amacıyla disk şeklindeki numuneler, sıkıştırma kalıplama yöntemiyle üretilmiş ve E = 0-2.0 kV mm⁻¹ aralığında tork reometre kullanılarak test edilmiştir. Üretilen filamentler ile eklemeli imalat yöntemlerinden 3B EYM yöntemi ile numuneler üretilerek geri esneklik, VICAT, basma testlerine tabi tutulmuştur. Yapılan analizler, üretilen TPU/B4C kompaundlarında, B4C katkısının TPU'nun termal kararlılığını ve ısıl iletkenliğini artırdığını, tüm kompaundların yarı iletken özellik sergilediğini, üretilen kompaundların akış özellikleri değerlendirildiğinde enjeksiyon kalıplamaya uygun bir malzeme olduğunu göstermiştir. Ayrıca, B4C katkısı, TPU'nun elastomerik yapısını olumsuz etkileyerek geri esnekliğini azaltmıştır. B4C katkısı TPU'nun basma dayanımını arttırmakla birlikte bu artış katkı oranıyla doygunluğa ulaşmakta; %3 katkılı numunenin 3B baskı ile gösterdiği yüksek performans, üretim tekniğinin mekanik özellikler üzerinde belirleyici olduğunu göstermiştir. Elektroreolojik değerlendirmeler ise, üretilen TPU/ B4C kompaundlarının elektroreolojik aktivite sergilediğini göstermiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, the aim was to produce and characterize a compound with a thermoplastic elastomer matrix reinforced with B4C. For the preparation of the compounds, granulated thermoplastic polyurethane (TPU) and powdered boron carbide (B4C) with an average particle size of 25 µm were mixed and granulated using a twin-screw extruder in three different weight ratios: 1%, 2%, and 3%. The thermal properties of the compounds were examined using Differential Scanning Calorimetry (DSC) and VICAT softening temperature tests, while their flow properties were analyzed with the melt flow index (MFI) test. Thermal conductivity measurements were performed to determine the material's heat transfer capacity. Microstructural analyses were carried out using an optical microscope. The rebound resilience of the compounds was measured with a vertical rebound elasticity test device. Compression tests were conducted to determine the mechanical strength and deformation behavior. Electrical conductivity of the samples, prepared in filament form according to the formulations, was measured using a four-probe method. To investigate their electrorheological properties, disc-shaped samples were produced by compression molding and tested using a torque rheometer within an electric field range of E = 0–2.0 kV mm⁻¹. Using the produced filaments, samples were fabricated by the 3D FDM method, one of the additive manufacturing techniques, and subjected to rebound elasticity, VICAT, and compression tests. The analyses revealed that the addition of B4C increased the thermal stability and thermal conductivity of the TPU/B4C compounds, all of which exhibited semiconductive behavior. Evaluation of flow properties indicated that the produced compounds are suitable for injection molding. Additionally, the B4C additive adversely affected the elastomeric nature of TPU, resulting in a decrease in rebound elasticity. While the addition of B4C enhanced the compressive strength of TPU, this improvement reached saturation with increased additive ratio; the high performance of the 3% reinforced sample produced via 3D printing highlighted the significance of the manufacturing technique on mechanical properties. Electrorheological evaluations demonstrated that the produced TPU/B4C compounds exhibit electrorheological activity.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    1017886

    Characterization and evaluation of TPU based compressible polymer bonded explosive and investigation of effects of pressing parameters on its properties

    TPU esaslı preslenebilir polimer bağlı patlayıcı sisteminin karakterizasyonu, değerlendirilmesi ve presleme parametrelerinin malzeme özellikleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi

    ALPEREN BOZDEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2026

    Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)

    PROF. DR. NECATİ ÖZKAN

  2. Tez No

    181699

    Electrospinning of thermoplastic polyurethane (TPU) for producing nanofibers

    Elektro-üretim yöntemi ile termoplastik poliüretandan (TPU) nanolif eldesi

    MEHMET DAŞDEMİR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2006

    Tekstil ve Tekstil MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MEHMET TOPALBEKİROĞLU

    PROF. DR. ALİ DEMİR

  3. Tez No

    822368

    The investigation of energy absorption characteristics of TPU TPMS structures subjected to impact loading

    Çarpma yüküne maruz TPU TPMS yapıların enerji emme karakteristiklerinin incelenmesi

    ÇETİN BAKICI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALPER TAŞDEMİRCİ

  4. Tez No

    863722

    Eklemeli imalat ile üretilmiş tpu malzemelerinin titreşim ve darbe sönümleme amacıyla hafif atış platformlarında kullanılabilirliğinin deneysel araştırılması

    Experimental investigation of the use of additively manufactured tpu materials for vibration and impact damping purposes in light firearm platforms

    MERT ÖZCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Makine MühendisliğiBurdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ LOKMAN YÜNLÜ

  5. Tez No

    918422

    Attempts to re-evaluate waste thermoplastic polyurethane (TPU)

    Termoplastik poliüretan (TPU) atıklarının yeniden değerlendirilmesine yönelik girişimler

    SİMAY YANIK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR

Geri Dön