Kenevir lifi takviyeli epoksi matrisli kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada sürdürülebilir doğal lif çeşidi olan kenevir liflerinin, kompozit malzeme üretimlerinde alternatif takviye elemanı olarak kullanılabilme ve farklı açı dizilimlerinin malzeme mukavemet değerlerini değiştirme durumu incelenmiştir. Dokunmamış halde temin edilen kenevir lifleri eşit ebatlarda boyutlandırılarak 20x20 cm’lik hazırlanan kalıp içerisine 90°,60° ve 45° açılarla dizilip, epoksi matris malzemesi ile beslenmesi sağlanmıştır. Toplamda 4 kat olup ve her katı bir önceki katın tersi açı ile serilen numuneler, epoksi matrisle birleştirilip basınç altında sıkıştırılmışlardır. Sıkıştırılma işlemleri biten numuneler bir gün boyunca açık havada sertleşmeye bırakılmışlardır. Kompozit malzeme üretimlerinde yaygın kullanıma sahip olan karbon elyaf lifleri de bu çalışmada kullanılarak kenevir liflerin karbon elyaf ile takviyelendirilmesi sonucu numunelerin sergiledikleri performanslar çalışma içerisinde analiz edilmiştir. Açılar ve serim yöntemleri aynı kalmak koşuluyla karbon elyafın takviye edilmesiyle üretilen sandviç kompozit numuneler, basınç altında preslenmiş ve açık havada sertleşmeye bırakılmışlardır. Bu numunelerin yanında atık kenevir liflerinin değerlendirilmesi bazında 1 cm ve 2 cm şeklinde boyutlandırılan lifler de sadece kenevir lifi ve karbon elyaf kullanılarak aynı yöntemle üretilmişlerdir. Üretilen numunelere üç nokta eğme ve darbe testi yapılmıştır. ASTM D790 standartlarında numuneler elde edilerek eğilme mukavemetleri tespit edilmiş ve mikroskobik görüntüleri elde edilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde 90° kenevir lifi+ karbon elyaf numunesinin diğer numunelerden daha yüksek eğilme mukavemeti değeri sergilediği görülmüştür. Sadece karbon elyaf numunesinin eğilme mukavemet değeri, kenevir takviyeli numuneden düşük çıkmıştır. Atık kenevir liflerinin değerlendirilmesi açısından üretilen numunelerin mukavemet değerlerine bakıldığı zaman kenevir liflerinin boyunun kısalması ve karbon elyaf ile takviyelendirilmesi eğilme mukavemet değerlerinde artışa sebep olmuştur. ASTM D256 standartlarına uygun numuneler üretilerek darbe testleri gerçekleştirilmiştir. Darbe testi sonuçlarına göre 45° açılı numunelerde kırılmaların kayma düzlemi üzerinde gerçekleştiği gözlemlenirken, darbe tokluk değerini en yüksek 90° kenevir lifi+ karbon elyaf numunesinin verdiği görülmüştür