Nanopartikül takviyeli polimerlerin mekanik davranışının incelenmesi
Investigation of mechanical behavior of nanoparticle reinforced polymers
- Tez No: 1005988
- Danışmanlar: PROF. MELİH SONER ÇELİKTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Teknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, poliüretan (PÜ) esaslı yapısal köpüklerin mekanik performansının nanoölçekli seramik ve karbon katkıları ile iyileştirilmesi deneysel olarak araştırılmıştır. Bu amaçla, SiC, TiO₂ ve çok duvarlı karbon nanotüp (CNT) nanoparçacıkları PÜ köpük matrisine ağırlıkça %1, %2 ve %3 oranlarında ilave edilerek kompozit köpük numuneleri üretilmiştir. Üretilen numunelerin çekme davranışları standardize edilmiş test koşullarında değerlendirilmiş ve elde edilen sonuçlar katkı türü ile katkı oranının mekanik özellikler üzerindeki etkilerini ortaya koyacak şekilde karşılaştırılmıştır. Elde edilen bulgular, uygun katkı oranlarında tüm nanoparçacık türlerinin PÜ köpüğünün elastisite modülü ve maksimum çekme dayanımını anlamlı ölçüde artırdığını göstermiştir. Özellikle CNT katkılı numunelerde düşük oranlarda dahi belirgin bir güçlendirme etkisi gözlenmiştir. Buna karşın, katkı oranının artmasıyla bazı numunelerde aglomerasyonun yoğunlaştığı ve bunun mekanik performansı sınırladığı tespit edilmiştir. Bu davranış, taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleriyle detaylı olarak analiz edilmiş; nanoparçacıkların matris içerisindeki dağılımı, gözenek yapısı ve ara yüzey etkileşimlerinin çekme davranışına etkileri mikroyapısal açıdan tartışılmıştır. Sonuç olarak, çalışma PÜ köpüklerinin nanoölçekli takviyelerle mekanik açıdan iyileştirilebileceğini ve optimum katkı içeriğinin belirlenmesinin yüksek performanslı hafif kompozit yapıların tasarımı için kritik olduğunu ortaya koymaktadır. Bu kapsamda elde edilen verilerin, ileri mühendislik uygulamalarında kullanılacak köpük çekirdekli sandviç paneller veya enerji soğurma bileşenlerinin geliştirilmesine katkı sağlayacağı değerlendirilmektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the mechanical enhancement of polyurethane (PU) structural foams through the incorporation of various nanofillers, including silicon carbide (SiC), titanium dioxide (TiO₂), and multi-walled carbon nanotubes (CNTs). Composite PU foams were produced by adding each type of nanoparticle at weight fractions of 1%, 2%, and 3%. The tensile behavior of the modified foams was experimentally examined under standardized testing conditions, and the results were evaluated to determine the influence of nanoparticle type and concentration on the mechanical response. The findings demonstrate that all nanofillers, when used at optimal loadings, significantly improve both the elastic modulus and tensile strength of PU foams. CNT-reinforced samples exhibited the most pronounced enhancement even at low concentrations. However, at higher nanoparticle contents, performance degradation was observed due to increased particle agglomeration, which impaired stress transfer within the matrix. These effects were analyzed through detailed scanning electron microscopy (SEM), revealing the microstructural features, dispersion quality, pore morphology, and interfacial interactions responsible for the observed mechanical trends. Overall, the study confirms that the mechanical properties of PU foams can be effectively tailored using nanoscale reinforcements, provided that the filler content and dispersion quality are carefully optimized. The experimental results contribute valuable insights for the development of high-performance lightweight sandwich cores and energy-absorbing structural components in advanced engineering applications.
Benzer Tezler
- Molecular dynamıcs analyses and experımental ınvestıgatıon ın the effects of the nanoaddıtıves on the thermo-mechanıcal propertıes and fracture toughness of bıodegradable polylactıc thermoplastıc
Parçalanabilen polilaktik asit termoplastiklere nano katki maddelerinin ilavesinin termo-mekanik özellikleri̇ ve kırılma tokluğu üzerindeki etkilernin moleküler dinamik analizleri ve deneysel olarak incelenmesi
BURÇAK ZEHİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEM BOĞA
DR. ÖĞR. ÜYESİ MIRSADEGH SEYEDZAVVAR
- Development of multi-layer conductive polymer nanocomposites for electromagnetic shielding application
Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için katmanlı iletken polimer nano kompozitlerinin geliştirilmesi
FATMA ZEHRA ENGİN SAĞIRLI
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- Charged functionalized semi-ipn nanocomposite materials with enhanced physico-chemical properties
Gelişmiş fizikokimyasal özelliklere sahip fonksiyonel yarı-ıpn nanokompozit malzemeler
KÜBRA KARA ERSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NERMİN ORAKDÖĞEN
- Processing of polylactide nanofibrous and film structures: Effects of polymer blending and bio-additives on structure-property relationships
Polilaktit nanolif ve film yapılarının işlenmesi: Polimer karışımı ve biyo-katkıların yapı-özellik ilişkileri üzerine etkisi
HANDAN PALAK
Doktora
İngilizce
2025
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURÇAK KARAGÜZEL KAYAOĞLU
- The effect of preparation methods on the morphological and rheological properties of PHBH/CNC nanocomposites
Hazırlama yöntemlerinin PHBH/CNC nanokompozitlerinin morfolojik ve reolojik özellikleri üzerindeki etkisi
ONUR KÜÇÜKSUBAŞI
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MOHAMMADREZA NOFAR