Yerli linter esaslı selüloz nano kristaller kullanılarak sert poliüretan köpüklerin ısıl yalıtım özelliğinin geliştirilmesi
The improvement of thermal insulation properties of rigid polyurethane foams using indigenous linter-based cellulose nanocrystals
- Tez No: 1002281
- Danışmanlar: PROF. DR. AFİFE BİNNAZ YORUÇ HAZAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tez çalışması kapsamında, sert poliüretan köpüklerin (SPK) ısıl yalıtım performansını iyileştirmek amacıyla yerli kaynaklı pamuk linterinden elde edilen selüloz nanokristallerin (SNK) katkı maddesi olarak kullanımı araştırılmıştır. Literatürde yaygın kullanılan geleneksel şişirici ajanların çevresel etkileri ve maliyetleri göz önünde bulundurularak, çevre dostu ve düşük maliyetli bir alternatif olarak ham ve yüzeyi modifiye edilmiş SNK katkılarının köpük yapısına ve ısıl yalıtım performansına etkileri değerlendirilmiştir. Bu kapsamda, sülfürik asit hidrolizi ile SNK üretimi gerçekleştirilmiş ve poliüretan matrisi ile ara yüzey uyumunu artırmak amacıyla üç farklı modifikasyon uygulanmıştır: Polimetilhidroksiloksan (PMHS), (3-aminopropil) trietoksisilan (APTES) ve stearik asit (SA). SNK ve modifiye SNK yapılar %0,05–%2,00 aralığında poliol fazına katılarak kompozit SPK'lar üretilmiştir. SNK'ların kimyasal/yapısal özellikleri FTIR, XPS ve XRD; morfolojik yapı SEM; termal davranış ise TGA yöntemleri ile analiz edilmiştir. Köpüklerin ısıl yalıtım performansı termal iletkenlik ölçümleri ve mekanik davranışı ise basma dayanım testleri ile belirlenmiştir. Termal iletkenlik sonuçları, %2,00 dolgu oranı kullanılan tüm SNK katkılı numunelerde iletkenliğin referansa göre arttığını göstermiştir. Bu sonucun, aglomerasyon kaynaklı olabileceği değerlendirilmiştir. Düşük dolgu oranında (%0,05) a-SNK ve s-SNK numunelerinde iletkenlik değerinde artmış, SNK ve p- SNK numunelerinde ise daha homojen dağılım ve hücresel yapının düzenlenmesine bağlı olarak azalmıştır. En düşük ısıl iletkenlik hedefi için SNK ve özellikle p- SNK'da optimum katkı oranı %1,00 olarak belirlenmiştir. Basma dayanımı testi referans SPK numunede 168,28 kPa değerini verirken, SPK0,1 kodlu numunede 182,65 kPa değerine ulaşmıştır. p-SPK0,1 numunesi için referansa yakın 170,11 kPa değeri, a-SPK0,1 ve s-SPK0,1 numuneleri için sırasıyla 164,13 ve 156,69 kPa değerleri bulunmuştur. Genel olarak SNK yapıların çekirdeklenmeyi artırarak daha küçük ve homojen hücre yapısı oluşturabildiği; ancak yüksek oranda yüklemelerde dağılım problemlerinin termal performansı olumsuz etkileyebildiği değerlendirilmiştir. Sonuçlar, yerli linter atığından üretilen düşük maliyetli SNK katkılarının sürdürülebilir ve performans artırıcı bir yalıtım yaklaşımı sunduğunu ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Within the scope of this thesis, the use of cellulose nanocrystals (CNCs) obtained from domestic cotton linter was investigated as an additive to improve the thermal insulation performance of rigid polyurethane foams (RPUF). Considering the environmental impacts and costs of conventional blowing agents, raw and surfacemodified CNC additives were evaluated as eco-friendly and low-cost alternatives regarding their effects on foam structure and thermal insulation performance. CNCs were produced via sulfuric acid hydrolysis, and three different modifications were applied to enhance interfacial compatibility with the polyurethane matrix: Polymethylhydrosiloxane (PMHS), (3-aminopropyl) triethoxysilane (APTES), and Stearic acid (SA). Composite RPUFs were produced by adding CNC and modified CNC structures to the polyol phase in the range of 0.05–2.00%. Chemical and structural properties were analyzed using FTIR, XPS, and XRD; morphological structure via SEM; and thermal behavior via TGA. Thermal insulation performance and mechanical behavior were determined by thermal conductivity measurements and compressive strength tests, respectively. Thermal conductivity results showed an increase in all CNC-added samples at a 2.00% loading rate, attributed to agglomeration. At a low loading rate (0.05%), conductivity increased in a-CNC and s-CNC samples, while it decreased in CNC and p-CNC samples due to more homogeneous dispersion and regulated cellular structure. The optimum additive ratio for the lowest thermal conductivity was determined as 1.00%, particularly for p-CNC. While the compressive strength of the reference RPUF was 168.28 kPa, it reached 182.65 kPa in the RPUF0.1 sample. Generally, it was concluded that CNC structures can create smaller and more homogeneous cell structures by increasing nucleation; however, dispersion problems at high loading rates may negatively affect thermal performance. Results demonstrated that low-cost CNC additives produced from domestic linter waste offer a sustainable and performanceenhancing insulation approach.
Benzer Tezler
- Development of a novel electrocardiography sensor based on a composite silver chloride nanoparticles and polyaniline
Gümüş klorür nanotanecikler ve polianilin içeren kompozit esaslı yeni bir elektrokardiyografi sensörünün geliştirilmesi
DİDEM TAŞCIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Kimyaİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Ana Bilim Dalı
PROF. SERDAR ÖZÇELİK
- Farklı yapıdaki cam iyonomer esaslıu materyallerin florür serbestlemeleri ve antibakteriyel etkilerinin değerlendirilmesi
Evaluation of fluoride release and antibacterial effects of different types of glass lonomer based materials
KIVANÇ YAMANEL
Doktora
Türkçe
2005
Diş HekimliğiAnkara ÜniversitesiDiş Hastalıkları ve Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. YILDIRIM BAĞIŞ
- Genelleştirilmiş Rhaly matrislerinin cebirsel ve spektral özellikleri
Algebraic and spectral properties of generalized Rhaly matrices
NUH DURNA
Doktora
Türkçe
2011
MatematikCumhuriyet ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA YILDIRIM
- Emanzipatorische tendenzen in den Deutschen und Türkischen kinderbüchern
Başlık çevirisi yok
MÜNİSE AKSÖZ
- Tek doğrultuda kuvvetlendirilmiş kompozitlerde çatlak etrafında yük aktarımı
Load transfer around a crack in unidirectional reinforced composites
HALE ERGÜN
Doktora
Türkçe
2002
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN BODUROĞLU
