Modifiye edilmiş ve modifiye edilmemiş bor karbür (B4C) nanopartiküllerinin yapısal yapıştırıcıların mekanik özellikleri üzerine etkisinin karşılaştırılması


Creative Commons License

GÜLTEKİN K.

Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, cilt.11, sa.1, ss.198-206, 2022 (Hakemli Dergi) identifier

Özet

Nanoteknoloji ve malzeme bilimi üzerine yapılan araştırmalarda, daha üstün mekanik, termal ve fiziksel özelliklere sahip polimer matrisli malzemeler geliştirilmektedir. Bununla birlikte, epoksi matris içerisine nano boyutta ve farklı özellikte çeşitli partiküller katılarak malzemelere istenilen özellikler kazandırılmaya çalışılmaktadır. Bu kapsamda, matris içerisine eklenen bor bileşikleri ile üretilen polimerik malzemeler, malzeme bilimine yeni bir bakış açısı getirmiştir. Yapılan çalışmada, hegzagonal bor karbür (B4C) nanopartiküllerinin ve modifikasyon işleminin yapısal yapıştırıcıların mekanik özelliklerini nasıl etkilediği incelenmiştir. Bu amaçla, ilk olarak B4C nanopartiküllerinin yüzeyi 3-(glycidyloxypropyl) trimethoxysilane bileşiği kullanılarak modifiye edilmiştir.Araldite 2011 yapısal yapıştırıcısı içerisine ağırlıkça %1, %2 ve %3 oranlarında modifiye edilmiş ve modifiye edilmemiş B4C nanopartikülleri katılarak, yeni yapısal yapıştırıcılar üretilmiştir. Üretilen nanopartikül katkılı yapıştırıcıların mekanik özelliklerini ve modifikasyonun önemini belirlemek için çekme testi ve dinamik mekanik analiz (DMA) yapılmıştır. Deneylerden elde edilen sonuçlar karşılaştırıldığında, modifiye edilmiş B4C nanopartikül katkılı yapısal yapıştırıcıların mekanik özelliklerinin (çekme dayanımı, elastisite modülü, depolama modülü) iyileştiği gözlemlenirken, modifiye edilmemiş B4C katkısıyla üretilen yapıştırıcılarda ise mekanik özelliklerin azaldığı gözlemlenmiştir.
Polymer matrix materials with superior mechanical, thermal and physical properties are being developed in research on nanotechnology and materials science. In addition, it is tried to gain the desired properties to the materials by adding various particles of nano size and different properties into the epoxy matrix. In this context, polymeric materials produced with boron compounds added to the matrix have brought a new perspective to materials science. In this study, it was investigated how hexagonal boron carbide (B4C) nanoparticles and modification process affect the mechanical properties of structural adhesives. For this purpose, firstly, the surface of B4C nanoparticles was modified using 3-(glycidyloxypropyl) trimethoxysilane compound. New structural adhesives were produced by adding 1%, 2% and 3% by weight modified and unmodified B4C nanoparticles into Araldite 2011 structural adhesive. Tensile test and Dynamic Mechanical Analysis (DMA) were performed to determine the mechanical properties of the produced nanoparticles doped adhesives and the importance of modification. When the results obtained from the experiments were compared, it was observed that the mechanical properties (tensile strength, elasticity modulus, storage modulus) of modified B4C nanoparticle doped structural adhesives improved, while the mechanical properties were decreased in the adhesives produced with the unmodified B4C nanoparticles additive.