Yüksek yoğunluklu polietilen kompozitlerin mekanik özelliklerinin ve elektrik iletkenliğinin istatistiksel analizi

Abstract

Polimerlerin mekanik performanslarının ve elektrik iletkenliklerinin iyileştirilmesi amacıyla kompozit üretiminde çeşitli katkı maddeleri kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında; kalsit, grafit, çapraz bağlayıcı, etil vinil asetat (EVA) ve elastomer kullanılarak yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE) esaslı toplam 26 adet numune üretilmiştir. Kompozit üretimi için, cevap yüzey yöntemi (RSM) deney tasarımına göre hazırlanan karışımlara ekstrüzyon ve enjeksiyon prosesleri uygulanmıştır. Numunelerin sertlik, gerilme dayanımı, uzama, kopma dayanımı, akma dayanımı ve elektrik iletkenliğine ait deneysel veriler varyans analizi ile (ANOVA) değerlendirilmiştir. Buna göre, akma dayanımı ikinci derece modele (quadratik) uyum sağlarken diğerlerinin birinci derece (lineer) model ile uyum içerisinde olduğu belirlenmiştir. Elektrik iletkenliği sonuçları ise hiçbir model ile uyumluluk göstermemiştir. SEM ve EDS sonuçlarına göre, katkı maddelerinin YYPE matris içerisinde homojen bir dağılım sergilemediği ve partikül-matris arasında zayıf bir etkileşimin olduğu görülmüştür.

Various additives are used in composite production to improve the mechanical performance and electrical conductivity of polymers. In this thesis study, a total of 26 samples based on high density polyethylene (HDPE) were produced using calcite, graphite, crosslinker, ethyl vinyl acetate (EVA) and elastomer. For composite production, extrusion and injection processes were applied to the mixtures prepared according to the response surface method (RSM) experimental design. Experimental data regarding hardness, tensile strength, elongation, rupture strength, yield strength and electrical conductivity of the samples were evaluated by analysis of variance (ANOVA). Accordingly, it was determined that the yield strength was in compliance with the second-order model (quadratic), while the others were in compliance with the first-order (linear) model. Electrical conductivity results were not compatible with any model. According to SEM and EDS results, it was observed that the additives did not exhibit a homogeneous distribution in the HDPE matrix and there was a weak interaction between the particle and the matrix.