Investigation of Structural, Thermal and Mechanical Properties related to Graphene Reinforced PS Composites

Abstract

Gunumuzde nanopartikul takviyeli kompozitlerin endustriyel kullanimi giderek artmaktadir. Kullanilan nanopartikul takviyeleri ile kompozitin bircok ozellliginde iyilesme saglanabilmistir ve bu durum onlari bircok alanda tercih sebebi yapmaktadir. Nanopartikullerle uretilen kompozit malzemeler diger yontemlerle uretilen malzemelere gore daha fonksiyonel ve ustun ozelliklere sahiptir. Kompozitlerin kullanildigi alanlardan biri de yalitim malzemeleridir. Eklenen farkli takviyelerle bu malzemelerin ozellikleri gelistirilmektedir. Bu calismada polistiren matris icerisine farkli agirlik oranlarinda 30 µm parcacik boyutlu grafen takviyesi ile kompozit uretilmistir. Saf polistirene agirlikca %0,1, 0,2 ve 0,3 oranlarinda nano takviyeler eklenmis ve plastik enjeksiyon yontemiyle malzemeler uretilmistir. Malzemelerin uretim asamasinda kristal polistirenler eritilip nano takviyelerle birlestirilip kaliplara dokulerek uretilmistir. Birlestirme esnasinda malzemelerin homojen dagilimi icin 80 Rpm hizinda 10 dakika boyunca karistirilmistir. Uretilen kompozit malzemelere mikroyapi karakterizasyonu icin SEM analizi, mekanik ve isil ozelliklerin belirlenmesi icin sertlik, cekme ve TGA analizi yapilmistir. Malzemelerin molekul yapilari incelendiginde ise takviye malzemesinin saf polistirenin mikroyapisinda anlamli olcude degisiklige sebep olmadigi gorulmustur. Cekme testlerinde grafen takviyeli kompozitler malzemenin yuzde uzamasini ortalama %1,3 arttirmistur. Polistiren matris icerisine takviye edilen grafen partikulleri tane sinirlari boyunca gerilme yigilmasina neden oldugundan, saf polistirene gore maksimum kopma dayanimi degerinde yaklasik %30 oraninda azalmaya neden olmustur. Yapilan calismalarda grafen yapida degisime neden olmamakla birlikte bircok ozellikte anlamli oranda iyilesme saglamistir.