kadar 2.2 Hibrit Kaplamaların Kompozisyonu Önceki makalede (bir önceki dergi sayısında) kaplama formülasyonundan ve bu kaplamaların polikarbonat levhalara uygulama şeklinden ve serbest film üretiminden bahsedilmiştir. Kaplamaların kompozisyonu Tablo 1’de verilmiştir.
2.3 Uygulanan Testler UV ile kür edilen serbest filmlerin çekme mukavemeti, % kopma uzaması ve elastiklik modülü özellikleri belirlendi. Standart çekme deneyi; oda sıcaklığında ve 2 mm/min. hızda Zwick Z010/TN2S model cihaz ile yapıldı. Kaplamaların performansı; çapraz kesme (cross-cut - DIN 53151), bant yapışma (tape adhesion - ASTM D-3359), kalem sertlik (pencil hardness - ASTM D-3363) ve pendulum sertlik (pendulum hardness - DIN 53157) standart test yöntemlerine göre belirlendi. 3. SONUÇLAR ve TARTIŞMA Kaplamaların yapışma özelliklerini belirlemek için çapraz kesme (crosscut) yapışma testi uygulandı. Yapışma
186
PAGEV PLASTİK DERGİsİ | SAYI 140
derecesi 0’dan (zayıf bir yapışma) 5’e (iyi bir yapışma) kadar sınıflandırılmıştır. Tablo 2’de görüldüğü gibi bütün kaplamalar, PC levhalar üzerinde 4 ve 5 arasında değişen mükemmel yapışma sergilemiştir. PC levhalar üzerindeki mükemmel yapışmaya, kaplama işlemi yapılmadan önce PC levhaların korona boşalması (corona discharge) yöntemine tabi tutulmasının da etkisi olmuştur. Parlaklık, belirli bir açıdaki yüzeyden yansıtılan ışığın miktarının ölçümüdür ve bir kaplamanın estetik veya dekoratif görünümü ön plana çıktığında kaplamanın önemli bir özelliğidir. Parlaklık, şeffaf kaplama sistemlerinde yüzey pürüzlülüğünden oldukça etkilenir.[10] Yüzey pürüzlülüğüne ilaveten mikro yüzeylerin topografik (yüzey biçimsel) yönlenmesi ve kaplamaların kırılma indisi de parlaklığı etkiler. Genellikle daha yüksek kırılma indisi, daha yüksek yüzey parlaklığına sebep olur.[11] Kaplamaların parlaklık değerleri 60°’de ölçüldü. Şekil 1’de görüldüğü gibi flor içeriğinin artmasıyla kaplamaların parlaklığı azalmıştır. Flor içeren monomerler uzun bir alifatik zincire sahiptir ve bu segmentler daha esnek kaplama yaparlar
Kaplamaların mekanik özellikleri arasında aşınma ve çizilme dayanımına etki eden sertlik, en önemli parametredir. Zincir esnekliği ve çapraz bağ yoğunluğu, sertliğin belirlenmesinde önemli rol oynayan yapısal parametrelerdir. Yüzey pürüzlülüğü, film kalınlığı, sıcaklık ve nem dikkatlice kontrol edilmelidir. [12] Tablo 2’de gösterildiği gibi flor ve sol-jel içeriği, sertliği etkilemektedir. Sol-jel içeriğinin artmasıyla, silanol kondenzasyonunun bir sonucu olarak inorganik silika ağının formasyonundan dolayı kaplama sertliğinin arttığı açıkça görülmektedir.[13] Ayrıca flor içeriği artarken sertlik hafifçe azalmıştır. Literatürde alifatik zincirlerin, sertliğin üzerine bir etkisi olduğuna dair çalışmalar yapıldığı görülmektedir. [14] Flor içeriği ile sertlikteki azalma, Florolink C’nin uzun alifatik zincirleri ile elde edilen esneklik ve daha az olan metakrilat gruplarından dolayı çapraz bağ yoğunluğundaki azalmaya dayandırılabilir. Kalem sertliği testi, çizme etkisine karşı direnci belirlemek için yapılan ve yüzeye uygulanan bir çizme testidir. Bu testte kullanılan kalemler, 6B (en yumuşak) ve 6H (en sert) aralığında olan bir settir. Kaplamayı çizmeyen kalem “kalem çizme sertliği” olarak belirtilir. Kaplamaların kalem sertliği testi sonuçları Tablo 2’de verilmiştir. Florsuz kaplamaların kalem çizme sertliği 5H olarak gözlenmiştir. Florlu oligomerin ilavesiyle kalem çizme sertliği 6H’a
çıkmıştır. Bu sonuçlar, pendulum sertlik sonuçlarından farklıdır. Flor içeren polimerler daha düşük çizilme katsayısı ve yüzey sürtünmesine sahiptir. [15] Kaplama yüzeyi üzerinde flor zenginleşmesi ve yüzey enerjisinde kayda değer bir artış ile sonuçlanan polimer-hava arayüzeyine doğru flor zincirlerinin birbirinden ayrıldığı bilinmektedir.[16-17] Çünkü polimer mikro yapısında özellikle numunelerin yüzeyinde flor zenginleşmesi, çizilme dayanımını önemli derecede geliştirir. UV ile kür edilen hibrit filmlerin mekanik özellikleri test edildi. Hibrit filmlerin maksimum çekme mukavemeti (σ), % kopma uzaması (ε) ve elastiklik modülü (E) Tablo 3’de verilmiştir. Tablo 3’de görüldüğü gibi kaplamaların hibrit maksimum çekme mukavemeti 24 MPa’dan 44 MPa’a kadar değişiklik göstermektedir. Hibrit filmler % 7’den % 13’e kadar orta uzama seviyesine sahiptir ve test numuneleri akma görülmeksizin kırıldı. Temelde hibrit malzemelerin mekanik özelliklerinin organik ve inorganik ağ yoğunluğuna bağlı olduğu bilinmektedir. Beklendiği gibi silika içeriğinin artmasıyla elastiklik modülünde bir artış gözlendi. En düşük flor içeriğine sahip hibrit kaplamada (1FMSO) optimum sonuçlar elde edildi. Çekme-% uzama analiz değerlendirmesi, flor içeriğinin artmasıyla mekanik özelliklerin azaldığını göstermiştir. Bu durum, kaplama malzemelerinin çapraz bağ yoğunluğuna dayandırılabilir.
PAGEV PLASTİK DERGİsİ | SAYI 140
187