Yüzey işleme yöntemlerinin epoksi yapıştırıcı ile yapıştırılmış alüminyum ve polipropilen plakaların yapışma dayanımına etkisi
Küçük Resim Yok
Tarih
2025
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Bursa Teknik Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Gelişen teknoloji ile üretim sektörlerlerinde kullanılan malzeme çeşitliliği önemli ölçüde artmıştır. Bu süreçte kompozit malzemeler hayatımızın birçok yerinde yaygın olarak kullanılan malzemeler haline gelmişlerdir. Alüminyum-Polipropilen kompozit malzemeler, hafiflik ve yüksek dayanıklılık özelliklerini bir araya getirerek uçak yapılarında en sık kullanılan malzemelerden biri olup bunun yanında otomotiv, elektronik, inşaat ve ambalaj gibi farklı sektörlerde geniş bir kullanım alanına sahiptir. Bu çalışmada PP ve Al plakaların yüzeyine zımparalama, kumlama, kimyasal aşındırma, anodizasyon ve mikrodalga vakum plazma yüzey işlemleri farklı kombinasyonlarla uygulanmış olup epoksi ile yapıştırılmıştır. Yapılan deneyler ile PP ve Al plakalar arasındaki dayanım üzerine bahsedilen parametrelerin sinerjik etkisi araştırılmaya çalışılmıştır. Ayrıca, farklı türde yapıştırıcıların ve yaşlandırma süreçlerinin yapışma dayanımına etkisini araştırmak amacıyla, yüzey işlemi uygulanmış plakalar Teta, Mx ve B3 kürlenme ajanları kullanılarak hazırlanmış epoksi yapıştırıcılar ile yapıştırılmış ve kürlenmenin tamamlanmasının ardından 50°C su içerisinde çeşitli sürelerde bekletilerek farklı ortam koşullarının yapışma dayanımı üzerine etkisi incelenmiştir. Yapılan deneylerde en yüksek dayanım PP plakalara zımpara ve soğuk plazma uygulanması ayrıca Al plakaya ise kimyasal aşındırma, 20 dk anodizasyon ve soğuk plazma yüzey işlemleri uygulanan plakalar ile elde edilmiş olup yüzey işlemi uygulanmamış plakalara kıyasla %558.72 oranında bir artış sağlanmıştır; (1840 N-9,2 MPa). Kumlama yapılmış alüminyum plaka üzerine sadece anodizasyon işlemi yapıldığında yapışma dayanımındaki en çok artış 25 dk işlem süresi ile sağlanırken plazma uygulaması işlem süresini kısaltarak 15 dk anodizasyon ile en iyi sonucun elde edilmesini sağlamıştır. Çeşitli yüzey işlemi ve farklı tür kürlendirme ajanları kulanılarak birleştirilen plakalara uygulanan yaşlandırma işleminin yapışma dayanımını olumsuz yönde etkilediği ve bu etkinin hem kullanılan yapıştırıcı türüne hem de uygulanan yüzey işlemine bağlı olarak değiştiği görülmüştür. Çalışmanın son aşamasında, tez çalışması kapsamında maksimum dayanım sağlanan yüzey işlemleri plakalara uygulanarak sıcak su yaşlandırması yapılmış ve bu uygulamanın yapışma dayanımına etkisi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre özellikle Al plakalara uygulanan kimyasal aşındırma, anodizasyon ve plazma yüzey işlemleri başlangıçta nispeten yüksek dayanım sağlasa da, kumlama üzerine anodizasyon ve plazma yüzey işlemlerinin uygulanması yaşlandırma sonrası dayanım kaybı açısından daha iyi performans gösterdiği tespit edilmiştir. Ayrıca plazma uygulanmış yüzeylerin, yaşlandırma sonrası daha düşük dayanım kaybı gösterdiği belirlenmiştir.
With advancing technology, the diversity of materials used in manufacturing sectors has significantly increased. In this context, composite materials have become widely used in many aspects of our lives. Aluminum-Polypropylene (Al-PP) composite materials combine lightweight and high durability characteristics, making them one of the most commonly used materials in aircraft structures. Additionally, they find extensive applications in industries such as automotive, electronics, construction, and packaging. In this study, surface treatments such as sanding, sandblasting, chemical etching, anodization, and microwave vacuum plasma were applied to PP and Al plates in various combinations, followed by bonding with epoxy adhesives. Experiments were conducted to investigate the synergistic effects of these parameters on the adhesion strength between PP and Al plates. Furthermore, to explore the impact of different adhesives and aging processes on adhesion strength, surface-treated plates were bonded with epoxy adhesives prepared using Teta, Mx, and B3 curing agents. After curing, the samples were immersed in water at 50°C for varying durations to evaluate the influence of different environmental conditions on adhesion strength. The highest strength was achieved by applying sanding and cold plasma to PP plates, and chemical etching, anodization (20 min), and cold plasma to Al plates. This combination resulted in a 558.72 % improvement in adhesion strength compared to untreated plates (1840 N, 9.2 MPa). For sandblasted aluminum plates, the highest adhesion improvement was achieved with a 25-minute anodization process, while plasma treatment shortened the required anodization time, yielding optimal results with a 15-minute process. Aging processes applied to the plates joined with various surface treatments and curing agents were found to negatively affect adhesion strength. This effect varied depending on the type of adhesive used and the surface treatment applied. In the final stage of the study, surface treatments providing maximum adhesion strength were applied to the plates, followed by hot water aging, and the effect of this process on adhesion strength was examined. The results revealed that while chemical etching, anodization, and plasma surface treatments on Al plates initially provided relatively high adhesion strength, the combination of sandblasting, anodization, and plasma treatments exhibited better performance in terms of strength retention after aging. Additionally, it was determined that plasma-treated surfaces showed lower strength loss after aging.
With advancing technology, the diversity of materials used in manufacturing sectors has significantly increased. In this context, composite materials have become widely used in many aspects of our lives. Aluminum-Polypropylene (Al-PP) composite materials combine lightweight and high durability characteristics, making them one of the most commonly used materials in aircraft structures. Additionally, they find extensive applications in industries such as automotive, electronics, construction, and packaging. In this study, surface treatments such as sanding, sandblasting, chemical etching, anodization, and microwave vacuum plasma were applied to PP and Al plates in various combinations, followed by bonding with epoxy adhesives. Experiments were conducted to investigate the synergistic effects of these parameters on the adhesion strength between PP and Al plates. Furthermore, to explore the impact of different adhesives and aging processes on adhesion strength, surface-treated plates were bonded with epoxy adhesives prepared using Teta, Mx, and B3 curing agents. After curing, the samples were immersed in water at 50°C for varying durations to evaluate the influence of different environmental conditions on adhesion strength. The highest strength was achieved by applying sanding and cold plasma to PP plates, and chemical etching, anodization (20 min), and cold plasma to Al plates. This combination resulted in a 558.72 % improvement in adhesion strength compared to untreated plates (1840 N, 9.2 MPa). For sandblasted aluminum plates, the highest adhesion improvement was achieved with a 25-minute anodization process, while plasma treatment shortened the required anodization time, yielding optimal results with a 15-minute process. Aging processes applied to the plates joined with various surface treatments and curing agents were found to negatively affect adhesion strength. This effect varied depending on the type of adhesive used and the surface treatment applied. In the final stage of the study, surface treatments providing maximum adhesion strength were applied to the plates, followed by hot water aging, and the effect of this process on adhesion strength was examined. The results revealed that while chemical etching, anodization, and plasma surface treatments on Al plates initially provided relatively high adhesion strength, the combination of sandblasting, anodization, and plasma treatments exhibited better performance in terms of strength retention after aging. Additionally, it was determined that plasma-treated surfaces showed lower strength loss after aging.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Kimya, Chemistry ; Kimya Mühendisliği
