Kompozit



    Birbirine karışmayan iki veya daha fazla katının bileşimiyle oluşan katı malzemelere "kompozit malzeme" denir. Doğadaki malzemelerin çoğu "kompozit" olarak adlandırılan bileşik yapılı maddelerden oluşur. Bu karışımın özelliği, kendini oluşturan maddelerin özelliklerinden çok daha üstündür

    Buna en tipik örnek, artık günümüzde gelenekselleşmeye başlayan ve "fiberglas" olarak bilinen polyester esaslı reçinelerin cam elyaf ile takviyesiyle üretilen malzemelerdir. Ancak bugün ileri kompozitler grubunda daha üstün fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklere sahip elyaflar kullanılmaktadır. Bu malzemeler, yüksek elastik parça ve yüksek tokluğa sahiptirler.

    Kolay biçim verilebilir olması, metallere oranla düşük yoğunlukta olması, üstün yüzey kalitesi ve korozyona karsı dayanımı yükselmesindeki en önemli özelliklerdir. Birçok üstün özelliğinin yanı sıra sertlik ve dayanıklılık özelliklerin düşük olması plastik malzemelerin güçlendirilmesi için çalışmalar yapılmasına neden olmuştur. Kompozitler, özellikle polimer kompozitler yüksek mukavemet, boyut ve termal kararlılık, sertlik, aşınmaya karsı dayanıklılık gibi özellikleriyle pek çok avantajlar sunarlar. Ayrıca kompozit malzemeler dayanıklılık ve sertlik yönünden metallerle yarışabilecek olmasının yanında çok da hafiftirler. Kompozit malzemelerin üç ana elemanı bulunmaktadır.

Matriks: Termoset veya termoplastik polimer malzeme olarak sürekli fazı oluşturur. Termosetler grubunda ağırlıklı olarak polyesterler kullanılır. Bunun yanı sıra vinil ester / bisfenol, epoksi reçine ve fenolik reçinelerin kullanımı da giderek yaygınlaşmaktadır. Termoplastik grubunda yaygın olarak poliamid ve polipropilen kullanımını görmekteyiz, bunların yanı sıra hibrid formda polietilen ve polibutilen tereftalat, polietereterketon ve polietersulfon kullanımı da dikkat çekmektedir.

Takviye: Aramid, karbon, grafit, boron, silisyum karbür, alümina, cam ve polietilen malzemelerin kısa veya uzun devamlı elyaf formunda kullanıldığı ve matrisi yaklaşık % 60 hacim oranında pekiştirici işlevi olan malzemelerdir.

Katkılar: Dolgular, kimyasallar ve diğer katkılar niteliklerine göre özelliklerin geliştirilmesi amacıyla ilave edilirler. Bu gruptaki kompozit malzemeler uzay, savunma, yapı-inşaat, tüketim mallarında, korozyon dayanımı gerektiren uygulamalarda, elektrik-elektronik, denizcilik, kara taşıtlarında ve özel amaçlı uygulamalarda kullanılmaktadır. Özellikle otomotiv sektöründe giderek artan ve % 6’ya yaklaşan bir uygulama artış hızı görülmektedir.

CAM ELYAFI
    Cam elyafı silika, kolemanit, alüminyum oksit, soda gibi cam üretim maddelerinden üretilmektedir. Cam elyafı, elyaf takviyeli kompozitler arasında en bilinen ve kullanılandır.

    Cam elyafı özel olarak tasarlanmış ve dibinde küçük deliklerin bulunduğu özel bir ocaktan eritilmiş camın itilmesiyle üretilir. Bu ince lifler soğutulduktan sonra makaralara sarılarak kompozit hammaddesi olarak kullanılır. Özellikle cam elyafı ile matris arası yapışma gücünü arttıran "silan" bazlı ve elyaf üzerinde ince film oluşturan kimyasalların kullanım sahaları artmıstır. Elyaflar işlem sırasında dayanıklılıklarının %50‘sini kaybetmelerine rağmen son derece sağlamdırlar. Cam elyafı halen aramid ve karbon elyaflarından daha yüksek dayanıklılık özelliğine sahiptir. Elyaf kumaşları genellikle sürekli cam elyafının lifleri ile üretilmektedir. İşlemler sırasında değişik kimyasalların eklenmesi ve bazı özel üretim yöntemleri ile farklı türde cam elyafı üretilebilmektedir. CTP, cam elyafı ile takviye edilerek fiziksel mukavemet değerleri arttırılmış doymamış polyesterden oluşan kompozit bir malzemedir. CTP ahşap, beton, metal, cam v.b gibi bir üretim malzemesi olup, kullanım amacına uygun değişik özelliklerin kolayca kazandırılabilmesi özelliği ile diğer üretim malzemelerine göre üstünlük gösterir. CTP” Cam elyafı Takviyeli Plastik sözcüklerinin baş harflerinden oluşan, Türkçe bir kısaltmadır.

    Cam elyaf takviyeli plastik (CTP), cam elyafı ile taşıyıcı bir matris reçinenin birleştirilmesi ile elde edilen kompozit bir malzemedir. Cam elyaf takviyeli plastik, ortam  koşullarına dayanıklı, esnek ama yeterli mekanik dayanıma sahip olmayan plastik ile yüksek mekanik dayanımlı cam elyafının bir araya getirilmesi ile elde edilen üstün nitelikli bir kompozit mühendislik malzemesidir. Cam elyafı, yüksek mekanik dayanıma sahip bir malzemedir. Cam elyafından mekanik dayanım özelliği, plastikten esneklik özelliği alınarak kusursuz bir malzeme oluşturulmaktadır.

CTP’nin Avantajları Nelerdir?
    CTP malzemenin tercih edilmesinde en önemli etken, malzemenin özgün nitelikleridir.
• Yüksek özgül mukavemet, mükemmel elastikiyet, hafiflik, yüksek korozyon dayanımı, yüksek ısıl dayanım, mükemmel dielektrik nitelikler, üstün boyutsal stabilite (Kompozit Rögar Kapağı, Kompozit Yağmur Suyu Izgarası, Kompozit Bank)
• Kalıplama esnekliği, yüksek kimyasal dayanım, kendinden renklendirilebilme imkânı
• Yangın geciktirici katkılar ile alev direnci sağlanması (Kompozit Çöp Kovaları)
• İstenildiğinde ışık geçirgenlik özelliği sağlanması(Kompozit Yol Kenar Dikmesi)

    CTP, yapılacak ürünün özelliğine uygun cam elyafı ve polyester reçine bir araya getirilerek uygun üretim metodu ve kalıp kullanılmak suretiyle kolayca şekillendirilebilmektedir. CTP malzeme, şehir içi ve şehir dışı karayollarında yol kenar dikmesi, trafik işaret levhaları, ışık perdeleri, baş üstü levhaları ve özellikle şehir içinden geçen otoyolların kenarlarına yerleştirilerek gürültü kirliliğini önleyen ses yalıtım duvarları olarak kullanılmaktadır. Bunların dışında, belediye ve şehircilik hizmetleri ile endüstriyel alanlarda, CTP için sayısız kullanım yeri bulunmaktadır. Su taşıma, kanalizasyon hatlarında kullanılan borular, şehir içi ve parklarda kullanılan çöp kutuları, banklar, kamelyalar, otobüs durakları, büfeler, köprü korkulukları, atık su arıtmada kullanılan merdiven basamakları ve korkulukları, iskeleler, afet barınakları, toplu konutlar, korozif ortamlardaki yürüme platformları, stadyum koltukları, çocuk bahçesi ve parklar, çocuk oyun grupları, plajlar ve tatil beldelerinde kullanılan aksesuarlar arasında yer almaktadır.

    CTP ve diğer kompozit birleşimleri günümüzde tercih edilmesinin ve kullanımlarındaki artısın mutlak sebepleri sağlamlıkları ve hafiflikleridir. Çeşitli plastik malzemelerin seramik, metal bazen de sert polimerlerin elyafları ile güçlendirilerek ileri derecede faydalar sağlayan malzemeler üretmek mümkündür. İçindeki plastik sayesinde kolaylıkla şekil verilebilen ve takviye elyaflar sayesinde son derece sağlam, sert ve hafif olan kompozitler her gün yepyeni uygulama alanlarında karşımıza çıkmaktadırlar. Ayrıca metallere kıyasla hafif olması ve korozyona dayanıklı özellikleri bakımından avantaj sağlamaktadır.(Kompozit Rögar Kapakları, Yağmur Suyu Izgaraları, Banklar, Çöp Kovaları)

Hazır Kalıplama (SMC, BMC)
    Hazır kalıplama bünyesinde cam elyafı, reçine, katkı ve dolgu malzemeleri içeren kalıplamaya hazır, hazır kalıplama bileşimleri olarak adlandırılan kompozit malzemelerin (SMC, BMC) sıcak pres kalıplarla ürüne dönüştürülmesidir. Karmaşık şekillerin üretilebilmesi, metal parçaların bünye içine gömülebilmesi, farklı cidar kalınlıkları gibi avantajları bulunmaktadır. Ayrıca ürünün iki yüzüde kalıp ile şekillenmektedir. Diğer kompozit malzeme üretim tekniklerinin imkân vermediği delik gibi (rögar kapağı, yağmur suyu ızgaraları) karışık şekiller elde edilebilmektedir. Bu yöntemin dezavantajları kalıplama bileşimlerinin buzdolaplarında saklanmaları gerekliliği, kalıpların metal olmasından dolayı diğer kalıplardan daha maliyetli olması ve büyük parçaların üretimi için büyük ve pahalı yüksek tonajlı preslere ihtiyaç olmasıdır. Hazır kalıplama yönteminde kullanılan bileşimler içeriklerine göre çeşitlilik göstermekle beraber en çok iki tür hazır kalıplama bileşimi kullanılmaktadır.

Hazır Kalıplama Pestili / SMC
    SMC takviye malzemesi olarak kırpılmış lif ile dolgu malzemesi içeren bir reçinenin önceden birleştirilmesi ile oluşan pestil biçiminde malzemedir. Sürekli lifler, 25–50 mm kırpılmış olarak ve kompozitin toplam ağırlığının %25–30 oranında kullanılır. Genellikle 1m genişliğinde ve 3mm. kalınlığında üretilir.