INVESTIGATION OF THE EFFECT OF SLIDING SPEED AND LOAD ON DRY SLIDING FRICTION AND WEAR PROPERTIES OF MULTI WALLED CARBON NANOTUBE FILLED PP NANOCOMPOSITES

ÇOK DUVARLI KARBON NANOTÜP KATKILI POLİPROPİLEN NANOKOMPOZİTLERİN KURU SÜRTÜNME VE AŞINMA ÖZELLİKLERİ ÜZERİNE YÜK VE KAYMA HIZININ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

Abstract

In this study, tribological properties of 0.1%, 0.2%, 0.3%, 1% and 2% by weight multi walled carbon nanotube (MWCNT) filled polypropylene (PP) nanocomposites without using a compatibilizer were investigated. PP nanocomposites were produced with twostep melting process. In the first step, PP nanocomposite pellets were prepared by using a co-rotating twin-screw extruder. The extrudates were cooled down quickly and pelletized. In the second step, nanocomposite pellets were molded to produce tribological test samples by using an injection molding machine. The wear and friction behaviour of MWCNT filled PP nanocomposites were performed at 0.8, 1.2 and 1.6 m/s sliding speed and 10, 20, 30 and 40N load under dry environment conditions by using pin-on-disc system. The lowest coefficient of friction was obtained for 2MWCNT composite with a value of 0.393 at 0.80 m/s sliding speed and 10N load. The wear rate of PP polymer decreased with increasing MWCNT amount. The wear strength of 0.1MWCNT, 0.2MWCNT, 0.3MWCNT, 1MWCNT and 2MWCNT nanocomposites are, respectively, 18%, 31%, 50%, 94% and 233% higher than those of pure PP composites.

Özet

Bu çalışmada, uyumlaştırıcı kullanılmadan ağırlıkça %0.1, %0.2, %0.3, %1 ve %2oranlarında çok duvarlı karbon nanotüp (ÇDKNT) katkılı Polipropilen (PP)nanokompozitlerinin tribolojik özellikleri incelenmiştir. PP nanokompozitler iki aşamalıergiyik kalıplama prosesi ile üretilmiştir. İlk aşamada, çift vidalı ekstruderde PPnanokompozit granüller hazırlanmıştır. Granüller hızlı bir şekilde soğutulmuştur. İkinciaşamada, nanokompozit granüller triboloji test numunelerini üretmek için enjeksiyonkalıplama tekniği ile kalıplanmıştır. ÇDKNT katkılı PP nanokompozitlerin aşınma vesürtünme davranışları 0.8, 1.2m/s, ve 1.6m/s kayma hızı ve 10, 20, 30 ve 40N yük altındakuru ortam şartlarında pim-disk sistemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. En düşüksürtünme katsayısı 0.8m/s kayma hızında ve 10N yük altında 2ÇDKNT polimerinde 0.393değeri ile elde edilmiştir. PP polimerine ilave edilen ÇDKNT ve artan ÇDKNT miktarınabağlı olarak aşınma oranının azaldığı belirlenmiştir. 0.1ÇDKNT, 0.2ÇDKNT, 0.3ÇDKNT,1ÇDKNT ve 2ÇDKNT nanokompozitlerin aşınma direnci katkısız PP polimerine göresırasıyla %18, %31, %50, %94 ve %233 oranlarında daha yüksek elde edilmiştir.