Enjeksiyonla Kalıplama Yöntemiyle Üretilen PP Köpük Malzeme Özelliklerine Kimyasal Köpük Ajanının Etkisinin İncelenmesi



Benzer belgeler
Polipropilen Köpük Malzemenin Mekanik Özelliklerine ve Hücre Morfolojisine Proses Şartlarının Etkisinin İncelenmesi

Plastik Enjeksiyon Kalıplarında Kalıplama Parametrelerinin Bulanık Mantık ile Modellenmesi

Halil Karakoç a, Hanifi Çinici b,ramazan Çıtak c

Alüminyum Köpük Üretiminde Ön Sinterleme ve Köpürtme Sıcaklığının Etkisi

DOKUMA BAZALT-CAM VE FINDIK KABUĞU TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİTLERİNİN EĞİLME DAYANIMI VE ISI GEÇİRGENLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Mert KILINÇ, Göknur BAYRAM. Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 06531, ANKARA ÖZET

Tanrıkulu şirketler grubu kâğıt metal ve plastik olmak üzere üç ana dalda, İstanbul, Kocaeli ve Sakarya gibi üç büyük şehirde 1989 yılından beri

KARBON ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİT 6 KARMALARIN ISIL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

PLASTİK ENJEKSİYON KALIPLAMA ŞARTLARININ POLİSTİREN DÜZ PARÇALARDAKİ KALINTI GERİLMELERE ETKİLERİ

Cam Elyaf ile Güçlendirilmiş Pa66 nın Eğme ve Darbe Mukavemeti açısından Enjekiyon Parametrelerinin Etkisi

TERMOPLASTİK POLİMERLERİN SÜRTÜNME KARIŞTIRMA NOKTA KAYNAĞINA BAKALİT ARA TABAKA TOZUNUN ETKİSİ

TAKVĠYELĠ PLASTĠKLERĠN KAYNAK KABĠLĠYETĠ VE DAYANIMININ ĠNCELENMESĠ

DEĞİŞKEN SICAKLIK KONTROLLÜ KALIPLAMA

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

UTILIZATION OF EGGPLANT (SOLANUM MELONGENA) STALKS AS A FILLER IN MANUFACTURING OF COMPRESS MOLDED PP BASED COMPOSITES

ÖZGEÇMİŞ VE YAYINLAR

PLASTİK ENJEKSİYONDA FİZİKSEL KÖPÜRTME İLE ELDE EDİLEN MİKRO GÖZENEKLİ YAPILARIN İNCELENMESİ VE OPTİMİZASYONU

PLASTİK MALZEMELERİN İŞLENME TEKNİKLERİ

POLİMER ESASLI KÖPÜK MALZEMELER. S. Hakan YETGİN*, Hüseyin ÜNAL

1. YARIYIL / SEMESTER 1

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

THE EFFECT OF THE THERMOPLASTIC STARCH ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF HIGH DENSITY POLYETHYLENE (HDPE) BASED POLYMER COMPOSITES

AISI 303 OSTENİTİK PASLANMAZ ÇELİKLERİN İŞLENMESİNDE KESME HIZI VE İLERLEMENİN TALAŞ BİÇİMİNE ETKİSİ

İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi Journal of Advanced Technology Sciences ISSN:

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ PROGRAMI

Ahmet Demirer Accepted: October ISSN : ademirer@sakarya.edu.tr Sakarya-Turkey

Abs tract: Key Words: Meral ÖZEL Nesrin İLGİN

GENİŞLEYEBİLEN POLİSTİREN KÖPÜK ÜRETİMİNDE KALIPLAMA PARAMETRELERİNİN TANE KAYNAMASI VE AĞIRLIĞA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

SICAK YOLLUK SİSTEMİ

TiC-Co Esaslı Çizici Kalem Karakterizasyonu

Derin Çekme İşlemi Üzerine Kalıp Geometrisinin Etkisinin Sonlu Elemanlar Analizi

Alkali ile A ül Üzerine S Etkisi

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

ÖZGEÇMĠġ VE ESERLER LĠSTESĠ

BOR KATKILI HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

PET FOLYODA ÜSTÜN TEKNOLOJİ HIGH TECHNOLOGIES FOR PET FOIL.

KALIP TÜRLERİ SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KALIPÇILIK TEKNİĞİ DERS NOTU. Doç.Dr. Akın Oğuz KAPTI. SOĞUK YOLLUKLU (Cold Runner)

NANO KURġUN ÜRETĠMĠ VE KARAKTERĠZASYONU

TİO 2 KULLANIMININ PVA ESASLI BİYOBOZUNUR KOMPOZİTLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE ETKİSİ. Mühendisliği Bölümü, Kahramanmaraş, Türkiye

YÜKSEK YOĞUNLUKLU POLİETİLEN VE POLİPROPİLEN ATIKLARIN AKIŞKAN YATAKTA PİROLİZİ

YYPE VE PP PARÇALARDAKİ KALINTI GERİLMELERE ENJEKSİYON KALIPLAMA ŞARTLARININ ETKİLERİ

SiC-VISKIR/ALÜMİNYUM KOMPOZİT KÖPÜKLERİN HAZIRLANMASI VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

HHO HÜCRESİNİN PERFORMANSININ DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ. Konya, Türkiye,

ÖZGEÇMİŞ. Yardımcı Doçentlik Tarihi : (İstanbul Yeni Yüzyıl Üniversitesi) (İstanbul Gelişim Üniversitesi)

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. Investigation of Rheological Properties of Al6061 Alloy Powders

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. Investigation of Rheological Properties of Al6061 Alloy Powders

LDPE/EVOH Harmanlarının Hazırlanması, Karakterizasyonu ve Bazı Özellikleri

Al-7Si-0,3Mg Alaşımında Soğuma Hızının Poroziteye Etkisi

ANTiSTATiK AJANLAR. Bölüm 2: Antistatik ajan yüzeye doğru migrasyon olmaya başlar

Dr. F. Can Akbaşoğlu, Serhat Adışen, Uğur Gürol, Eylem Subaşı (Akmetal) Prof. Dr. S. Can Kurnaz (Sakarya Üni.)

ÖZGEÇMİŞ. Derece Bölüm/Program Üniversite Ortalama Yıl

MISIR SAPI UNLARININ DOLGU MADDESİ OLARAK POLİMER KOMPOZİT ÜRETİMİNDE DEĞERLENDİRİLMESİ ÖZET

ISSN : aguldas@gazi.edu.tr Ankara-Turkey

PLAZMA TRANSFER ARK YÖNTEMİYLE FeCr/FeCr+C TOZUNUN DÜŞÜK KARBONLU ÇELİK YÜZEYİNE ALAŞIMLANMASI. Serkan ÖZEL, Bülent KURT, İlyas SOMUNKIRAN

PLASTİK MALZEMELER SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KALIPÇILIK TEKNİĞİ DERS NOTU. Doç.Dr. Akın Oğuz KAPTI

DR. EMEL KURAM ÖZGEÇMİŞ

İMAL USULLERİ. DOÇ. DR. SAKıP KÖKSAL 1

THE PRODUCTION OF AA5049 ALLOY SHEETS BY TWIN ROLL CASTING

Effect of Glass Fiber Addition on the Compressive and Tensile Strength of Concrete

Yrd. Doç. Dr. Şeniz R. KUŞHAN AKIN EĞİTİM Doktora, Yüksek Lisans, Lisans, İŞ TECRÜBESİ Yrd. Doç. Dr., Bilimsel Programlar Başuzmanı,

Bütün termoplastik olefinlerle uyumludur. Dispersiyonu zor olan organik ve inorganik pigmentlerde dağılımı düzenler. Masterbatchte yüksek pigment

ÜRETİM HATALARI SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KALIPÇILIK TEKNİĞİ DERS NOTU. Doç.Dr. Akın Oğuz KAPTI

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN VE MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 12 Sayı: 2 sh Mayıs 2010

Faz Malzeme Oranının Polimer Beton Özellikleri Üzerindeki Etkisinin Araştırılması

FARUK DOĞAN. EĞİTİM BİLGİLERİ / Education. İŞ TECRÜBESİ / Work Experience. fdogan@kmu.edu.tr doganfaruk@windowslive.com

Doç. Dr. Buket OKUTAN BABA

TERMOPLASTİK POLİÜRETAN/POLİPROPİLEN KOMPOZİT MALZEMELERE AMONYUM POLİFOSFAT İLAVESİNİN YANMA DAVRANIŞLARINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

ENJEKSİYON PARAMETRELERİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİPROPİLEN (PP) ve NAYLON 6 (PA6) KOMPOZİTLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

El Freni Spiral Bağlantı Sacının Bükme Kalıbınında Üretilmesinin Teorik ve Uygulamalı İncelenmes (Hand Brake Spiral Mounting Plate)

ATAKTİK POLİPROPİLENİN MALEİK ANHİDRİD İLE MODİFİKASYONU

¾d¾1'(.¾/(5 Sayfa.D\QDN 0DNLQDODU (QMHNVL\RQ (N 3DUoDODU.RQIHNVL\RQ (N 3DUoDODU (OHNWURI ]\RQ (N 3DUoDODU dholn *HoLƵOHU YH )ODQƵODU

İMALAT YÖNTEMİ SEÇİM DİYAGRAMLARI

LÜLEBURGAZDAKİ BİNA DIŞ DUVARLARI İÇİN OPTİMUM YALITIM KALINLIĞININ BELİRLENMESİ VE MALİYET ANALİZİ

PLASTİKLEŞTİRİLMİŞ PVC FİLMLERİNİN SU BUHARI TAŞINIM ÖZELLİKLERİ

ENJEKSİYON SİSTEMİ SAKARYA ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KALIPÇILIK TEKNİĞİ DERS NOTU. Doç.Dr. Akın Oğuz KAPTI

TASARIM KRİTERİ OLARAK KULLANMAK AMACIYLA YAPILAN ANALİZLER VE YORUMU

MUHENDISLIK PLASTIKLERI ENGINEERING P L A S T I C S

Termoplastik Esaslı Polimer Kompozitlerin Üretilmesinde Orman Budama Atıklarının Değerlendirilmesi a

POLİPROPİLEN-ZEOLİT KOMPOZİTLERİN TERMAL ÖZELLİKLERİNDE SİLAN BAĞLAYICILARIN ETKİSİ

Ürünün Kalitesi Kalıp ile Başlar Starts with Product Quality Mold ÜRÜN KATA LOĞU PRODUCT CATALOGUE

ENJEKSİYON MAKİNELERİ

Moldflow Plastics Advisers. Plastik enjeksiyon parça ve kalıp tasarımında yeni bir dönem

Öğrenim Durumu. Verdiği Dersler. İdari Görevler

DOKUMA E-CAM/POLYESTER NANO SİLİKA KOMPOZİTLERİN EĞİLME ÖZELLİKLERİ

ENJEKSİYON KALIPLAMA ile ÜRETİLEN BİR PARÇANIN BOYUTSAL KARARLILIĞININ BDM(BİLGİSAYAR DESTEKLİ MÜHENDİSLİK) ile ARAŞTIRILMASI

ÜRETİM YÖNTEMLERİ (Devam)

«Jant Kolu Arkası Boşluğunun Parametrik Tasarımı ve Optimizasyonu» «Parametric Modelling and Optimization Of The Spoke Back Side Cavity»

Kişilik, enerjiyi yönetebilme ve verimli kullanabilme kabiliyetinin bir göstergesidir. (A. Midilli)

AKADEMİK ÖZGEÇMİŞ VE YAYIN LİSTESİ

SOFTWARE ENGINEERS EDUCATION SOFTWARE REQUIREMENTS/ INSPECTION RESEARCH FINANCIAL INFORMATION SYSTEMS DISASTER MANAGEMENT INFORMATION SYSTEMS

2016 yılında başlayan/devam eden Yüksek Lisans 2 18 Doktora -- 4 TOPLAM 2 23

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

PLASTİK ÜRÜNLERDE ÇEKME MİKTARINA ETKİ EDEN ENJEKSİYON PARAMETRELERİNİN İNCELENMESİ. Yavuz Çakır* Ahmet ÖZDEMİR** Abdulmecit GÜLDAŞ**

ALÜMİNYUM DÖKÜMDE MEKANİK ÖZELLİKLERİ ETKİLEYEN PARAMETRELER İÇİN DENEY TASARIMI

COMPOUND VE MASTERBATCH PROSESLERİN YENİ YARDIMCISI LIBAID T-2

TEL EROZYON YÖNTEMİ İLE İŞLENEN KALIP ÇELİKLERİNDE İŞLEM PARAMETRELERİNİN YÜZEY KALİTESİNE ETKİSİ

MAMTEK 2001 II. MAKİNE MALZEMESİ VE İMALAT TEKNOLOJİSİ SEMPOZYUMU 7-9 Kasım 2001 Celal Bayar Üniversitesi, Manisa

Transkript:

6 th International Advanced Technologies Symposium (IATS 11), 16-18 May 2011, Elazığ, Turkey Enjeksiyonla Kalıplama Yöntemiyle Üretilen PP Köpük Malzeme Özelliklerine Kimyasal Köpük Ajanının Etkisinin İncelenmesi H. Unal and S. H. Yetgin University o Sakarya, Faculty o Technical Education, Esentepe kampüsü, Sakarya/Turkey, unal@sakarya.edu.tr The investigation o the eect o oaming agent on PP oam properties produced by injection molding Abstract In this experimental study, as a matrix material high crystalline polypropylene copolymer (PP-c) was selected. Also as a oaming agent, chemical oaming agent was used. PP-c oam material production was perormed by injection molding method. The decomposition temperature o chemical endothermic oaming agent was 140 C and the total gas capacity was about 130 ml/g. Foaming agent added to polypropylene material between 1% and 2% by weight. The eect o oaming agent amount on the average cell size, cell number, skin layer s thickness and oam density o polypropylene oam material were investigated. Cell size and skin layer s thickness were measured with computer sotware equipped microscope. While density o cell increase, cell size and layer thickness in the polymer oam material decrease with the increase in oaming agent amount. Keywords Injection oam molding, polypropylene oam, oaming agent, cell structure P I. GİRİŞ olimer köpükler, iki arklı azdan meydana gelmektedir. Bunlardan ilki, katı polimer matris, diğeri ise köpük ajanı taraından türetilen gaz azıdır. Polimer esaslı köpük malzemeler hücresel veya genleşmiş plastikler olarak tanımlanabilir. Polimer köpükler, köpüklendirilmemiş plastikler ve diğer geleneksel malzemelerle kıyaslandığında bazı avantajlar sağlarlar. Bunlar; düşük yoğunluk, mükemmel yalıtım kabiliyeti, ucuzluk, iyi dayanım/ağırlık oranı, iyi darbe mukavemeti gibi özellikleri nedeniyle, mobilya sektörü, taşımacılık sektörü, oyuncak, spor ekipmanları, ayakkabı, ses izolasyonu, binalarda yalıtım uygulamaları, yiyecek ve içecek kaplarının yapımı gibi arklı alanlarda geniş bir şekilde kullanılmaktadır [1-4]. Polimer esaslı köpük malzemeler, hem enjeksiyonla kalıplama gibi süreksiz proseslerle, hem de ekstrüzyon gibi sürekli proseslerle üretilebilmektedirler. Tüm bu köpük malzeme üretim proseslerinde üç temel adım vardır. Bunlar; karıştırma/doyma, hücre çekirdeklenmesi ve hücre büyümesidir [5-8]. Farklı polimer köpük üretim teknolojileri arasında, enjeksiyon köpük kalıplama yöntemi diğer yöntemlere göre daha gelişmiş ve kolaylıkla uygulanabilir bir teknoloji haline gelmiştir. Enjeksiyonla köpük kalıplama yöntemi, çözeltideki gazın bozulması, hücre çekirdeklenmesi, hücre büyümesi ve ürünün şekillenmesi aşamalarını kapsayan bir polimer köpük üretim tekniğidir. Geleneksel enjeksiyon kalıplama tekniğinin tersine, bu yöntemde kalıp hacimsel olarak tam doldurulmaz ve enjekte edilen gaz-yüklü polimerin miktarı azaltılır. Yani, polimer malzeme camsı geçiş sıcaklığının üzerindeki bir sıcaklığa kadar ısıtılır. Kalıpta basıncın aniden azalması ile köpük ajanı taraından üretilen gaz serbest kalır. Hücrelerin çekirdeklenmesi ve daha sonra meydana gelen hücre büyümesi kalıptaki boşlukları doldurur. Genleşme tamamlandıktan sonra, kalıplanan polimer köpük malzeme katılaşma sıcaklığına kadar soğutulur ve köpüklendirilmiş ürün elde edilmiş olur. Enjeksiyonla kalıplama tekniği ile üretilen köpük malzemeler normal malzemelere göre daha haitir ve daha iyi boyutsal kararlılığa sahiptir. Kalıpta tutma ve paketleme zamanının azaltılması sebebiyle çevrim ve soğuma zamanı yaklaşık olarak %25 oranında azalır. Karmaşık şekilli parçaların üretiminde enjeksiyonla köpük malzeme üretimi, ekstrüzyonla köpük malzeme üretimine göre daha azla avantaj sağlar [5, 9-11]. Bu çalışmada, enjeksiyonla köpük malzeme üretimi için yüksek kristalliğe sahip polipropilen kopolimer malzemesi kullanılmıştır. Köpük ajanı olarak ise 140 o C bozunma sıcaklığına ve 130ml/g gaz oranına sahip endotermik kimyasal köpük ajanı kullanılmıştır. Deneyde kullanılan kimyasal köpük ajanı, polipropilen malzemeye ağırlıkça %1 ve %2 oranında ilave edilmiştir. Deneyler sonucunda polipropilen köpük malzemenin ortalama hücre boyutuna, hücre sayısına, köpük tabakası kalınlığına, hücreler arası mesaeye ve köpük yoğunluğuna, kullanılan köpük ajanı miktarının etkisi incelenmiştir. A. Malzeme II. DENEYSEL ÇALIŞMALAR Bu çalışmada, Pro-ax SD242 kodlu kolay kalıplanabilen, yüksek ergiyik akışlı, orta darbe dirençli polipropilen kopolimeri matris malzemesi olarak seçilmiş olup İsviçrenin 26

Enjeksiyonla Kalıplama Yöntemiyle Üretilen PP Köpük Malzeme Özelliklerine Kimyasal Köpük Ajanının Etkisinin Basel irmasından temin edilmiştir. Deneyde kullanılan PP kopolimer malzemenin ergime akış indeksi 35g/10dak. (230 o C/2.16kg) ve yoğunluğu ise 0.9g/cm 3 tür. Kimyasal köpük ajanı olarak ise Foaming MB-FA 2984 PE kodlu Tosa (İstanbul) irmasından temin edilen enjeksiyonla kalıplamaya uygun endotermik köpük ajanı seçilmiştir. Köpük ajanının bozunma sıcaklığı yaklaşık 140 o C dir ve toplam bozunma miktarı ise 130ml/gr dır. Bozunma sonucu ortaya çıkan gazın büyük bir çoğunluğu karbondioksittir. B. Enjeksiyonla Köpük Kalıplama İşlemi Masterbatch ormundaki polimer ve köpük ajanı, homojen bir karışım sağlanması için ısı uygulanmadan mekanik olarak karıştırılmıştır. Polipropilene katılan köpük ajanı miktarı ağırlıkça %1 ve %2 olarak seçilmiştir. PP köpük üretimi için 175 ton kapasiteli ve 200 g plastik parça üretim kapasitesine sahip enjeksiyon makinesi kullanılmıştır. Köpük ajanının termal olarak bozunmasını tamamlaması için sıcaklık kademeli olarak artırılmış olup enjeksiyon köpük kalıplama parametreleri Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1: Enjeksiyon köpük kalıplama parametreleri. Enjeksiyon parametreleri Birimi Değerler Sıcaklık (kovan) o C 190 195 200 Sıcaklık (kalıp) o C 30-35 Enjeksiyon basıncı bar 90 Enjeksiyon hızı mm/s 25 Soğuma zamanı s 15.5 Vida adımı: (%1 Köpük ajanı) mm 51 ( %2 Köpük ajanı) mm 55 n M A 2 3 2 N (2) Köpüksüz numunenin 1 cm 3 ündeki hücre sayısı ( N 0 ) ise Eşitlik 3 ile hesaplanır. N No (3) 1 V Burada, N birim hacimdeki hücre yoğunluğunu, V ise polimer köpük malzemedeki yoğunlukta azalma miktarını iade etmektedir. Kabuk tabakası kalınlığı ölçümleri, mikroyapı otoğralarından imaj analiz programı yardımıyla bulunmuştur. Şekil 1 de PP köpük malzemesinin kabuk tabaka kalınlığı görülmektedir. Şekilde de açıkça görüldüğü gibi üst tabaka (e üst ), çekirdek bölge (e çek ) ve alt tabaka (e alt ) kalınlıklarının ölçümleri yapılarak ortalama değerler alınmıştır. Sonuçlar, e üst + e çek + e alt = %100 olacak şekilde verilmiştir. Üretilen polimer köpüklerde hücreler arası mesae ise iki bitişik hücre arasındaki mesae ölçülerek elde edilmiştir. C. Mikroyapı ve kabuk tabaka kalınlığının karakterizasyonu Polipropilen matris malzeme bünyesindeki köpükleri karakterize etmek için hücre yoğunluğu ve hacimsel genleşme oranı kullanılmıştır. Köpük yoğunluğu, ASTM D 792 standardına göre belirlenmiştir. Hacimsel genleşme oranı (Φ) ise, Eşitlik 1 de gösterildiği gibi köpüksüz polimer yoğunluğunun (ρ p ), ölçülen köpük yoğunluğuna (ρ ) oranı ile belirlenmiştir. Köpüklerin ortalama hücre çapı, Nikon Eclipse L150A optik mikroskobu ve buna bağlı olarak çalışan Clemex Vision Lite görüntü analiz programı kullanılarak hesaplanmıştır. Hacimsel Genleşme Oranı = (1) Birim hacimdeki hücre yoğunluğu (N ), Eşitlik 2 de verilen ormül ile hesaplanır [12]. Eşitlik 2 deki n optik mikroskopta elde edilen görüntüdeki hücre sayısıdır. A, optik mikroskopta elde edilen görüntünün alanı ve M ise büyütme aktörüdür. p Şekil 1: Kabuk tabakası kalınlığının ölçülmesi III. DENEYSEL SONUÇLAR Şekil 2 a-b de, ağırlıkça %1 ve % 2 oranında katılan köpük ajanı katkılı numunelerin imaj analiz programı kullanılarak elde edilen ve hücre sayısının (n), minimum-maksimum hücre çapının, ortalama hücre çapının ve optik mikroskopta elde edilen köpük alanın (A) belirlendiği program çıktısı verilmiştir. Burada sadece ölçüm sonuçlarından ikişer tanesi verilmiştir. Tablo 2 de köpük ajanı miktarına bağlı olarak yapısal köpüklerin morolojik özellikleri verilmiştir. Enjeksiyonla kalıplama tekniği ile üretilen numuneler çekirdek ve kabuk bölgesi olmak üzere iki bölgeden meydana gelir. Çekirdek bölgesi, hücrelerin yoğun olarak bulunduğu bölge iken kabuk bölgesi ise hücrelerin bulunmadığı bölgedir [13]. Kabuk kalınlığı ise köpüklenen numunede, köpüklenmemiş kabuk bölgesinin kalınlığı olarak tanımlanır [14]. Tablo 2 de görüldüğü gibi köpüklerin simetrik kabuk tabakası kalınlığına 27

H. Ünal, S. H. Yetgin (e alt =e üst ) sahip oldukları görülmektedir. Köpük ajanı miktarının artması ile toplam kabuk tabakası kalınlığı (e alt + e üst ) azalmıştır. Benzer şekilde kimyasal köpük ajanı miktarının artırılması, ergiyik polimerde daha kolay hücre çekirdeklenmesine sebep olan çekirdekleyici ajan partiküllerinin (kimyasal köpük ajanının bozunması sonucu oluşan artıklar) sayısını artırmıştır. Tablo 2: Köpük ajanı miktarının köpük morolojisi üzerine etkisi %1 kimyasal köpük ajanı %2 kimyasal köpük ajanı Ortalama hücre sayısı, n 130 405 Hücreler arası mesae, µm 45.30 16.06 e üst ( % ) 13.5 6.4 e alt ( % ) 12.3 6.1 e çek ( % ) 74.2 87.5 e üst / e alt 1.09 1.02 Polimer katılaşmadan hücrelerin daha hızlı çekirdeklenmesi sebebiyle, daha kalın çekirdeklenen bölge elde edilirken, daha ince kabuk tabakası kalınlığı elde edilir. Benzer sonuçlar Barzegari [15] taraından da elde edilmiştir. Tablo 2 de görüldüğü % 1 köpük ajanı ilaveli numunede çekirdeklenen hücre sayısı 130 adet iken köpük ajanını oranının artması ile 405 adet hücre sayısı elde edilmiştir. Elde edilen hücre sayısına bağlı olarak köpük numunelerde hücreler arası mesae, %1 köpük ajanı kullanıldığında 45.30µm elde edilirken, köpük ajanını oranının %2 olması durumunda ise 16.06µm elde edilmiştir. Şekil 2: Farklı köpük ajanı miktarları için program çıktısı, a) %1 CFA ve b) %2 CFA Şekil 3: Farklı köpük ajanı miktarları için çekirdek bölgesi mikroyapıları, a) %1 CFA ve b) %2 CFA 28

Enjeksiyonla Kalıplama Yöntemiyle Üretilen PP Köpük Malzeme Özelliklerine Kimyasal Köpük Ajanının Etkisinin Şekil 3 de, %1 ve %2 köpük ajanı miktarları için çekirdek bölgesinden ( e çek ) elde edilen mikroyapı resimleri verilmiştir. Hem %1 hem de %2 köpük ajanı ilaveli numunelerde kapalı tip hücre yapısı elde edilmiştir. Şekil 2 ve 3 dikkatli bir şekilde incelendiğinde, %1 köpük ajanı kullanıldığında büyük hücre boyutları ile homojen olmayan hücre boyutu ve dağılımı gözlenmiştir. Artan köpük ajanı miktarı (%2) ile hücre boyutu azalmış, hücre boyutu ve dağılımı üniorm hale gelmiştir. Polimer ergiyik içinde başlangıçta çözünen gaz miktarının artmasıyla hücre çapları azalmış ve hücre çekirdeklenmesi aşamasında oluşan hücrelerin sayısı artmıştır. Yapısal köpüklerin hücre morolojisinde köpük ajanı miktarı önemli bir rol oynamaktadır. Şekil 4 te köpük ajanı miktarına bağlı olarak yoğunluk ve hacimsel genleşme oranı arasındaki ilişki verilmiştir. PP kopolimer bünyesindeki kimyasal köpük ajanı oranının artmasıyla yoğunlukta azalma gözlenirken buna bağlı olarak hacimsel genleşme miktarı artmıştır. Köpük ajanı miktarının %1 den %2 ye çıkmasıyla yoğunlukta %54 oranında azalmıştır. %2 köpük ajanı ilaveli numunenin yoğunluğu köpüklendirilmemiş polipropilenin yoğunluğuna göre yaklaşık %79 oranında azalmıştır. Köpük yoğunluğundaki azalma ile ilgili olarak literatürde bu konuda çalışan bazı araştırmacılardan olan Bledzki [9] benzer sonuçlar elde etmiştir. Köpük ajanının artırılması ile hacimsel genleşme oranı ise lineer olarak artmıştır. Köpük ajanını miktarının iki katına çıkarılması ile polimer köpük yaklaşık olarak %54 oranında hacimsel olarak genleşmiştir. numunelerde ortalama hücre çapı 78,5µm ve hücre yoğunluğu ise 10 6 hücre/cm 3 elde edilmiştir. Köpük ajanı kullanım oranının iki katına çıkarılması ile ortalama hücre çapı yaklaşık %30 oranında azalırken birim hacimde elde edilen hücre yoğunluğu ise %88 oranında artmıştır. Ergimiş polimer içerisindeki kimyasal köpük ajanı oranının artması ile daha azla oranda gaz serbest kalmış ve bu da çekirdeklenme alanlarının sayısını artırmıştır. Çekirdeklenme alanlarının sayısının artması, oluşan hücrelerin sayısını artırmış, buna bağlı olarak hücreler arası mesae ve ortalama hücre boyutu da azalmıştır. Küçük ve artan hücre sayısı polimer köpük malzeme yoğunluğunu önemli oranda azaltmıştır. Benzer sonuçlar daha önce literatürde bu konuda çalışan araştırmacılardan bazıları olan Xin [14] ve Yuang [16] taraından da elde edilmiştir. Yani bulunan sonuçlar literatürde bulunan sonuçlar ile benzerlikler göstermektedir. Şekil 5: Köpük ajanı miktarına bağlı olarak ortalama hücre çapı ve hücre yoğunluğundaki değişim Şekil 4: Köpük ajanı miktarına bağlı olarak yoğunluk ve hacimsel genleşme miktarlarındaki değişim Şekil 5 de ise köpük ajanı miktarına bağlı olarak ortalama hücre çapı ve hücre yoğunluğu arasındaki ilişki verilmiştir. PP kopolimer malzemenin bünyesindeki kimyasal köpük ajanı miktarının artırılmasıyla ortalama hücre çapında önemli oranda azalma, hücre yoğunluğunda ise artış gözlenmiştir. Ağırlık olarak %1 oranında köpük ajanı katkılı numunelerde ortalama hücre çapı 112,8 µm iken hücre yoğunluğu ise 10 5 hücre/cm 3 elde edilmiştir. Benzer şekilde %2 oranında köpük ajanı katkılı IV. SONUÇLAR Yapılan araştırma sonucunda aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir. Yapısal köpüklerin simetrik kabuk tabakası kalınlığına ( e alt = e üst ) sahip oldukları belirlenmiştir. Köpük ajanı miktarının artması ile toplam kabuk tabakası kalınlığı ( e alt + e üst ) azalmıştır. Kimyasal köpük ajanı miktarının 2 katına çıkarılmasıyla ortalama hücre çapı yaklaşık olarak %30 oranında azalmıştır. PP kopolimer bünyesinde %1 köpük ajanı kullanıldığında hücreler arası mesae 45.30µm elde edilirken, köpük ajanı oranının %2 ye çıkarılması durumunda hücreler arası mesae 16.06µm elde edilmiştir. Artan köpük ajanı miktarı ile hücre boyutu azalmış, hücre boyutu ve dağılımı üniorm hale gelmiştir. 29

H. Ünal, S. H. Yetgin Düşük köpük ajanı miktarında büyük hücre boyutları ile homojen olmayan hücre boyutu ve dağılımı gözlenmiştir. Polimer köpüklerin yoğunlukları, köpüksüz numune ile karşılaştırıldığında yaklaşık olarak %79 oranında azalma meydana gelmiştir. PP kopolimer malzeme bünyesindeki köpük ajanı miktarının artırılmasıyla ortalama hücre çapı önemli oranda azalırken hücre yoğunluğunun ise arttığı gözlenmiştir. Ground Rubber Tire Powder Blend, Materials and Design, vol. 31, pp. 589 593, 2010. [15] M. R. Barzegari and D. Rodrigue, The Eect o Injection Molding Conditions on the Morphology o Polymer Structural Foams, Polymer Engineering and Science, pp.949-959, 2009. [16] M. Yuang, L. S. Turng, S. Gong, D. Caulield, C. Hunt and R. Spindler, Studyo Injection Molded Microcellular Polyamide-6 Nanocomposites, Polymer Engineering and Science, vol. 44, no.4, pp.673-686, April 2004. TEŞEKKÜR Bu deneysel çalışma, Sakarya Üniversitesi 2008-50-02-007 nolu Bilimsel Araştırma Projesi ile desteklenmektedir. Bu destekten dolayı yazarlar Sakarya Üniversitesi, Bilimsel Araştırma Projeleri Komisyon Başkanlığına teşekkür etmeyi bir borç bilir. KAYNAKLAR [1] R. Pop-Ilıev and C. B. Park, Melt Compounding Based Rotational Foam Molding Technology or Manuacture o Polypropylene Foams, Journal o Reınorced Plastıcs and Composıtes, vol. 21, no. 2, pp.101-120, 2002. [2] C.M. Wong, S. J. Tsaı, C.H. Yıng and M.L. Hung, Eect o Low Density Polyethylene on Polystyrene Foam, Journal o cellular plastıcs, vol. 42, pp.153-163, March 2006. [3] Z. Xu, P. Xue, F. Zhu and J. He, Eects o Formulations and Processing Parameters on Foam Morphologies in the Direct Extrusion Foaming o Polypropylene using a Single-screw Extruder, Journal o Cellular Plastıcs, vol. 41. pp. 169-185, March 2005. [4] J. Stange and H. Münstedt, Eect o Long-chain Branching on the Foaming o Polypropylene with Azodicarbonamide, Journal o Cellular Plastıcs, vol. 42, pp. 445-467, November 2006. [5] H. L. Chen, R. D. Chien and S. C. Chen, Using thermally insulated polymer ilm or mold temperature control to improve surace quality o microcellular injection molded parts, International Communications in Heat and Mass Transer, vol. 35, pp. 991 994, 2008. [6] A. Greco, A. Maezzoli and O. Mani, Development o polymeric oams rom recycled polyethylene and recycled gypsum, Polymer Degradation and Stability, vol. 90, pp. 256-263, 2005. [7] H. E. Naguıb, C. B. Park and P. C. Lee, Eect o Talc Content on the Volume Expansion Ratio o Extruded PP Foams, Journal o Cellular Plastıcs, vol. 39, pp. 499-511, November 2003. [8] J. J. Lee and S. W. Cha, Characteristics o the Skin Layers o Microcellular Injection Molded Parts, Polymer-Plastics Technology and Engineering, vol. 45, pp. 871 877, 2006. [9] A. K. Bledzkı and O. Faruk, Microcellular Injection Molded Wood Fiber PP Composites: Part I Eect o Chemical Foaming Agent Content on Cell Morphology and Physico-mechanical Properties, Journal o Cellular Plastıcs, vol. 42, pp. 63-76, January 2006. [10] A. N. J. Spörrer and V. Altstadt, Controlling Morphology o Injection Molded Structural Foams by Mold Design and Processing Parameters, Journal o Cellular Plastıcs, vol. 43, pp. 313-330, July/September 2007. [11] M. C. Guo, M. C. Heuzey and P. J. Carreau, Cell Structure and Dynamic Properties o Injection Molded Polypropylene Foams, Polymer Engıneerıng and Scıence, pp. 1070-1081, 2007. [12] V. Kumar and N.P. Suh, A process or making microcellular thermoplastic parts, Polym. Eng. Sci., vol. 30, pp. 1323 1329, 1990. [13] J. J. Lee and S. W. Cha, Inluence o Mould Temperature on the Thickness o a Skin Layer and Impact Strength in the Microcellular Injection Moulding Process,, Cellular Polymers, vol. 24, no. 5, pp.279-297, 2005. [14] Z. X. Xin, Z. X. Zhang, K. Pal, J. U. Byeon, S. H. Lee, J. K. Kim, Study o Microcellular İnjection-Molded Polypropylene/Waste 30