Basit öğe kaydını göster

dc.contributor.advisorMaviş, Bora
dc.contributor.authorKara, Alican
dc.date.accessioned2023-06-06T05:52:03Z
dc.date.issued2023
dc.date.submitted2023-01-17
dc.identifier.other10521721
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11655/33366
dc.description.abstractDespite their obvious advantages in applications that require a high strength-to-weight ratio, delamination problems in layered composite structures continue to be a major drawback. Interleaving the layers with films or fibers of thermoplastics has been among the viable strategies to increase the interlaminar toughness. Although a wide variety of polymers have been assessed for this purpose, polyamides (such as PA 6, PA 6,6) and polycaprolactone (PCL) come forward with their high intrinsic toughness. It is also possible to combine fibers of polymers physically or embed fibers of one into the film matrix of the other. More recently, blending the polymers at the fiber level has been suggested for the sequential activation of multiple toughening mechanisms. PA 6/PCL, PCL/rubber, and PA 6,6 /rubber blends were the three blends that have been electrospun and were interleaved in the veil (i.e. tulle) form. Super tough (ST) PA’s are commercially available blends of either different PA’s or PA with impact modifiers like ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber and their intrinsic toughness values can be up to 50% higher compared to those of PA’s and PCL. Electrospinning of such ST-PA’s and the interleaving of their veils forms have not been studied. In this study, ST-PA 6,6 (can also be named as ST-Nylon 6,6 or ST-N 6,6) was dissolved in various solvents in various mass ratios and the mixture suitable for electrospinning was determined after consecutive scanning electron microscope (SEM) analysis. Fixing all parameters, but the electrospinning time three different areal densities (3.5 g/m2, 7 g/m2, 10 g/m2) was spun and transferred on an epoxy-impregnated carbon fiber prepreg which was laid up with unmodified layers from bottom and top. Lay-up processes were completed in accordance with standards by a double-sided bagging-vacuuming process in a cleanroom of a fully certified facility, and the final stack was cured in an industrial scale fully controlled autoclave. After the curing process, the double cantilever beam (DCB) test was carried out in accordance with the AITM 1-0053 standard. With 3.5 g/m2 veil, Mode I toughness, GIC, in the initiation increased by 21% and for the propagation it increased by 15% compared to the unmodified composite. When interleaving was 7 g/m2, GIC initiation increased by 50% and enhancement in the propagation remained low at 18%. Increasing the veil areal density to 10 g/m2, decreased the improvements in the initiation to 35% and the enhancement in the propagation decreased to 10%. Results indicate that there is an optimum areal veil concentration for maximizing the improvements against delamination. If a better solvent can be designed for ST-PA6 and even for its potential blends with PCL, for a better adhesion between epoxy and fiber surfaces, this may lead to higher interlayer fracture toughness improvements in both initiation and propagation.tr_TR
dc.language.isoentr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccesstr_TR
dc.subjectCarbon fiber reinforced polymer matrix composites (CFRP)tr_TR
dc.subjectElectrospinning
dc.subjectElectrospraying
dc.subjectPolymer blends
dc.subjectSuper tough nylon 6,6
dc.subjectInterlaminar fracture toughness
dc.subject.lcshMakina mühendisliğitr_TR
dc.titleElectrospinning of Super Tough Nylon 6,6 Fibers and Their Use in Layered Compositestr_TR
dc.title.alternativeSüper Tok Naylon 6,6 Fiberlerin Elektroeğrilmesi ve Katmanlı Kompozitlerde Kullanımı
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/masterThesistr_TR
dc.description.ozetYüksek dayanım/ağırlık oranı gerektiren uygulamalarda bariz avantajlarına rağmen, katmanlı kompozit yapılarda delaminasyon sorunları önemli bir dezavantaj olmaya devam etmektedir. Katmanları termoplastiklerin filmleri veya lifleri ile serpiştirmek, katmanlar arası tokluğu artırmak için geçerli stratejiler arasında yer almıştır. Bu amaçla çok çeşitli polimerler denenmesine rağmen, poliamidler (PA 6, PA 6,6 gibi) ve polikaprolakton (PCL) yüksek içsel tokluklarıyla öne çıkmaktadır. Polimer fiberlerini fiziksel olarak birleştirmek veya birinin fiberlerini diğerinin film matrisine gömmek de mümkündür. Daha yakın zamanlarda, çoklu sertleştirme mekanizmalarının sıralı aktivasyonu için polimerlerin fiber seviyesinde harmanlanması önerilmiştir. PA 6/PCL, PCL/kauçuk ve PA 6,6/kauçuk harmanları, elektro eğirme işleminden geçirilmiş ve peçe (yani tül) formunda serpiştirilmiş üç harmandı. Süper tok (ST) PA'lar, farklı PA'ların veya etilen propilen dien monomer (EPDM) kauçuğu gibi darbe iyileştiricilerle PA'nın ticari olarak temin edilebilen karışımlarıdır ve içsel tokluk değerleri, PA'lar ve PCL'ye kıyasla %50'ye kadar daha yüksek olabilir. Bu tür ST-PA'ların elektrospinlenmesi ve tül formlarının serpiştirilmesi çalışılmamıştır. Bu çalışmada ST-PA 6,6 (ST-Nylon 6,6 veya ST-N 6,6 olarak da adlandırılabilir) çeşitli çözücülerde çeşitli kütle oranlarında çözündürülmüş ve ardından taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizinden sonra elektroeğirmeye uygun karışım belirlenmiştir. Elektroeğirme süresi hariç tüm parametreler sabitlendi, üç farklı alan yoğunluğu (3.5 g/m2, 7 g/m2, 10 g/m2) spinlendi ve alttan ve üstten değiştirilmemiş katmanlarla döşenen bir epoksi emdirilmiş karbon fiber prepreg üzerine aktarıldı. Serim işlemleri tam sertifikalı bir tesisin temiz odasında çift taraflı torbalama-vakumlama işlemi ile standartlara uygun olarak tamamlanmış ve nihai istif endüstriyel ölçekte tam kontrollü otoklavda kürlenmiştir. Kürleme işleminin ardından AITM 1-0053 standardına uygun olarak çift konsol kiriş (DCB) testi yapılmıştır. 3.5 g/m2 peçe ile mod I tokluğu, GIC, modifiye edilmemiş kompozite göre başlangıçta %21, ilerlemede ise %15 arttırılmıştır. Arayüze serpiştirme 7 g/m2 olduğunda, GIC başlangıcı %50 arttı ve ilerlemedeki artış %18 ile düşük kaldı. Örtü yoğunluğunun 10 g/m2'ye çıkarılması, başlangıçtaki iyileştirmeleri %35'e ve ilerlemedeki iyileştirmeyi %10'a düşürdü. Sonuçlar, delaminasyona karşı iyileştirmeleri maksimize etmek için optimum bir alansal tül konsantrasyonu olduğunu göstermektedir. ST-PA 6,6 için ve hatta PCL ile olası karışımları için daha iyi bir solvent tasarlanabilirse, epoksi ve fiber yüzeyler arasında daha iyi bir yapışma için bu, hem başlatma hem de ilerlemede daha yüksek ara katman kırılma tokluğu iyileştirmelerine yol açabilir.tr_TR
dc.contributor.departmentMakine Mühendisliğitr_TR
dc.embargo.terms6 aytr_TR
dc.embargo.lift2023-12-09T05:52:03Z
dc.fundingYoktr_TR


Bu öğenin dosyaları:

Bu öğe aşağıdaki koleksiyon(lar)da görünmektedir.

Basit öğe kaydını göster