Development and Characterization of Graphite Nanoplate Reinforced Ultra High Molecular Weight Polyethylene Based Nano-Composite Materials

Buçalışmada, 0, 0.02, 0.05, 0.1 ve %0.15 ağırlık oranlarında grafen ve ultrayüksek molekül ağırlıklı polietilen etanol içerisinde dağıtılarak grafentakviyeli ultra yüksek molekül ağırlıklı polietilen nano-kompozit malzemelerüretilmiştir. Ultra yüksek molekül ağırlıklı polietilen ve grafen takviyelikompozit malzemelerin termal performansları termogravimetrik analizler iletespit edilmiştir. Ultra yüksek molekül ağırlıklı polietilen ve kompozitmalzemelerin kimyasal yapısı Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopi ileincelenmiştir. Bunlara ek olarak; grafen katkısının polimerin çekmeözellikleri, yüzey pürüzlülüğü, yoğunluk ve sertlik üzerine etkileriincelenmiştir. Bu sonuçlara göre, grafen eklendikçe kompozit malzemelerinmaksimum bozunma sıcaklıkları fazla etkilenmemek ile birlikte elastisite modülüve sertlik artmakta, yüzey pürüzlülüğü düşmektedir. Çekme dayanımı iseağırlıkça %0.1 grafen katkı oranına kadar artmakta bu orandan sonradüşmektedir.
In this study, graphite filled ultra high molecular weight polyethylene nano-composite materials were produced by dispersing 0, 0.02, 0.05, 0.1 and 0.15wt % graphite (Gr) and ultra high molecular weight polyethylene(UHMWPE) in ethanol. The thermal performances of UHMWPE and Gr filled composite materials were determined by thermogravimetric analysis. The chemical structure of UHMWPE and composite materials was investigated by Fourier Transform Infrared Spectroscopy. Additionally; the effects of Gr on the tensile properties, surface roughness, density and hardness of polymer were investigated. According to these results, as the graphite is added, the maximum degradation temperatures of the composite materials are not affected much, and the modulus of elasticity and hardness increase and the surface roughness decreases. The tensile strength increased with the addition of Gr up to 0.1wt %, but decreased with the further increase of Gr weight fraction.