Thermal and mechanical properties of continuous fiber reinforced thermoplastics

Abstract

Bu çalışmada öncelikle kompozit malzemeler tanıtılmıştır. Termoset ve termoplastik kompozit malzemeler hakkında genel bilgiler verilmiştir. Daha sonra sürekli elyaf takviyeli termoplastik kompozit malzemelerin üretimine ilişkin gelişmeler aktarılmıştır_x000B_Termal iletkenlik ve çekme dayanımı, kopma uzaması, elastisite modulu, eğilme ve darbe dayanımı gibi mekanik özellikler, testler ile araştırılarak mevcut teorik modeller ile karşılaştırılmıştır. Bu testler için gerekli test numunelerinin elde edilebilmesi için öncelikle sürekli elyaf takviyeli termoplastik prepreg üretim yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntem kullanılarak sürekli karbon ve cam elyaf takviyeli polipropilen prepreg malzemeler üretilmiştir._x000B_Gerçekleştirilen testler termal ve mekanik testler olmak üzere iki grupta incelenmiştir. Mekanik test olarak malzemenin genel mekanik karakteristiğini veren çekme testi ile eğme ve darbe testleri uygulanmıştır. Termal test olarak ise elyaf düzlemine dik yöndeki termal iletkenlik testleri yapılmıştır. Elde edilen test sonuçları teorik modeller ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Bu teorik modeller testlerle birlikte detaylı bir şekilde anlatılmıştır._x000B_Bu testlere ek olarak incelenen prepreg malzemelere ait SEM fotoğrafları alınmıştır. Bu fotoğraflar ile matris ile elyafın birbirleri ile olan etkileşimi araştırılmıştır. In this study the composite materials explained first. Then some general thoughts about thermoplastic and thermoset based composites were given. General information about the developments of production methods for the continuous fiber reinforced thermoplastic composites was given._x000B_The thermal conductivity and mechanical properties such as tensile strength, elongation at break, modulus of elasticity, flexural and impact properties of composites are investigated experimentally. After then the test results are compared with existing theories. First of all continuous fiber reinforced thermoplastic prepreg tape production process is developed to make these thermoplastic composite specimens. Unidirectional carbon and glass fiber reinforced polypropylene prepreg were produced using this process._x000B_Tests were grouped in two sections as mechanical and thermal. Tensile, flexural and impact tests were applied which are common tests for mechanical properties. Transverse thermal conductivity tests were made with the specimens for thermal tests. Test results were compared with theoretical models which are also explained detailed within the tests._x000B_In addition these tests, SEM photographs were taken both prepreg materials with different magnification to understand matrix-fiber interaction.