Density and compression strength properties of particulated and fiber reinforced polymer composites

Abstract

The companies give advice values for the resin, accelerator and hardener ratio used in the production of composite materials. Different practices and environmental conditions during the manufacturing stages are effective on the mechanical properties of the final product. It is useful to perform some tests before the final production. In this study, the determined values for the matrix structure are 98.5% polyester, 1% hardener and 0.5% accelerator. The compression test specimen dimensions are respectively diameter and height of 50x100 mm. The reinforcement material chopped strand E glass fiber of 6 mm in length has been used starting from 22% to 88% in 11% increments in 7 different amount of volume. The other reinforcement material of quartz particles with the sizes in the range of 0 to 0.125 mm, have been used starting from 5% to 45% in 5% increments up to 9 different amount of volume. The densities of the prepared samples of fiber and particle reinforced composites at the end of the determined standby time of 7 days and the compressive tests have been carried out. As a result of the experiments, the highest compressive strengths obtained of "fiber composite" with 55% amount of volume was 45.190 N/mm(2) and of "the particle quartz composite" with 10% amount of volume was 131.009 N/mm(2). The lowest densities in these amounts of volume have been obtained respectively, 1.142 g/cm(3) in "fiber composite" and 1.351 g/cm(3) in "quartz particle composite".

Kompozit malzemelerin üretiminde kullanılan reçine, hızlandırıcı ve sertleştirici oranları için firmalar bazı tavsiye değerleri vermektedir. İmalat aşamasında farklı uygulamalar ve ortam şartları nihai ürünün mekanik özellikleri üzerinde etkili olmaktadır. Nihai üretimden önce bazı testlerin yapılması yararlıdır. Çalışmada matris yapı için belirlenmiş değerler; % 98,5 polyester, % 1 sertleştirici ve % 0,5 hızlandırıcı şeklindedir. Basma deney numune boyutları sırasıyla çap ve yüksekliği 50x100 mm'dir. Takviye malzemesi kırpık E cam elyafı 6 mm uzunlukta % 22’den % 88’e % 11 artımla 7 farklı hacim miktarı olarak kullanılmıştır. Diğer takviye elemanı parçacık kuvars ise boyutları 0-0,125 mm aralığında % 5’ten % 45’e % 5 artımla 9 farklı hacim miktarı olarak kullanılmıştır. Hazırlanan elyaf ve parçacık takviyeli kompozit numunelerin 7 gün bekleme süresi sonunda yoğunlukları belirlenmiş ve basma deneyleri yapılmıştır. Deneyler sonucunda en yüksek basma dayanımı, "elyaf kompozitte" %55 hacim miktarıyla 45,190 N/mm2 ve "parçacık kuvars kompozitte" ise % 10 hacim miktarıyla 131,009 N/mm2 olarak elde edilmiştir. Bu hacim miktarlarında en düşük yoğunluklar sırasıyla "elyaf kompozitte" 1,142 g/cm3 ve "parçacık kuvars kompozitte" 1,351 g/cm3 olarak elde edilmiştir.