Hidrokömür/iletken polimer kompozitinin elektroreolojik ve titreşim sönümleme özelliklerinin incelenmesi
Investigation of electrorhological and vibration damping properties of hydrochar/conductive polymer composite
- Tez No: 1015262
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ÇABUK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mersin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, doğal kaynaklardan sürdürülebilir bir malzeme hazırlamak amacıyla hidrokömür kaynağı olarak çam kozalağı kullanılarak subkritik su ortamında sentezi gerçekleştirilmiştir. Hidrokömür/Polianilin (HK/PAni) iletken kompozitleri, anilinin radikalik kimyasal polimerizasyonu yoluyla 3 farklı anilin oranında (%10, %25 ve %50 g/g) gerçekleştirilmiştir. Sentezlenenen HK ve PAni ve HK/PAni kompozitlerinin detaylı yapısal ve morfolojik karakterizasyonu FTIR, XRD, SEM/EDS ve TGA teknikleri kullanılarak yapılmıştır. Numunelerinin yalıtkan silikon yağı (SO) içinde %25 (V/V) hacim kesrinde dağıtılması yoluyla hazırlanan süspansiyonların dielektrik özellikleri belirlenmiştir. Pelet formuna dönüştürülen numunelerin iletkenlik ölçümleri, dedop öncesi ve sonrası olarak dört nokta yöntemi ile ölçülmüştür. ER ölçümleri için numunelerin 4 farklı hacim oranlarında (φ= %10, %15, %20 ve %25 V/V) silikon yağında süspansiyonları hazırlanarak elektroreolojik ve titreşim sönümleme özellikleri araştırılmıştır. Ayrıca, E varlığında (E = 0-3,5 kV/mm) sürünme-geri kazanım davranışları incelenmiştir. Karakterizasyon sonuçlarından kompozit yapılarında PAni ile HK yüzeyi arasında etkileşimlerin gerçekleştiği belirlenmiştir. Numuneler 2ϴ= 10o-30o aralığında geniş bir tepe sergilemiştir. PAni ve HK fazları arasında güçlü bir fiziksel ve kimyasal etkileşim olduğu, polimerin hidrokömür yüzeyini kapladığı ve amorf karakterli yapıya sahip olduğu gözlenmiştir. Kompozit yapısında artan anilin içeriğine bağlı olarak azot (N) içeriğinde %8,21 < %13,59 < 16,53 artış, PAni'nin varlığını göstermiştir. HK'nın termal kararalılığı, kompozit yapısında PAni ile etkileşimi neticesinde %47'ye arttığı belirlenmiştir. Dielektrik analizi sonuçlarından HK/PAni%50/SO dispersiyonunun yeterli ε′ ve ε″ davranışı sergileyerek ER uygulamaları için en uygun yapıda olduğu değerlendirilmiştir. Kompozit yapılarında PAni oranı arttıkça Δε₁ değerinin artması, sistemin iletkenliğinin uygun olduğu ve polarizasyonun arttığını göstermiştir. ER analizi sonuçlarına göre, yarı iletken yapıdaki HK/PAni%50/SO (%25 V/V) süspansiyonun en yüksek kayma gerilimine (E=3,5 kV/mm'de 230 Pa) sahip olduğu belirlenmiştir. Bu nedenle diğer ER ölçümler %25 (V/V) ve HK/PAni%50/SO kompozit yapısında sürdürülmüştür. Bu sonuçlar dielektrik ve iletkenlik sonuçları ile uyumlu bulunmuştur. Frekansa bağlı sonuçlardan elektrik alan uygulandığında elastik davranışın (G') baskın hale geldiği (tanδ = G''/G'<1) belirlenmiştir. Sonuçlar dispersiyonun titreşim sönümleme kapasitesine sahip olduğunu göstermiştir. Sürünme geri kazanım sonuçlarına göre, HK/PAni%50/SO süspansiyonu uygulanan E=3,5 kV/mm'de %90 oranında geri kazanım sergilemiştir. Süspansiyonun deformasyonu hafızasında tuttuğunu ve bu açıdan da ER aktif akıllı malzeme olarak sınıflandırılabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, pine cones were used as a hydrocar source to prepare a sustainable material from natural resources, and their synthesis was carried out in a subcritical water environment. Hydrochar/Polyaniline (HK/PAni) conductive composites were synthesized by radical chemical polymerization of aniline, with three different aniline ratios (10%, 25%, and 50% g/g). Detailed structural and morphological characterization of the synthesized HK and PAni and HK/PAni composites was performed using FTIR, XRD, SEM/EDS, and TGA techniques. The dielectric properties of suspensions prepared by dispersing the samples in insulating silicone oil (SO) at a volume fraction of 25% (V/V) were determined. Conductivity measurements of the samples converted to pellet form were measured before and after dedoping using the four-point method. For ER measurements, suspensions of the samples were prepared in silicone oil at four different volume ratios (φ = 10%, 15%, 20%, and 25% V/V), and their electrorheological and vibration-damping properties were investigated. Furthermore, creep-recovery behaviors were investigated in the presence of E (E = 0-3.5 kV/mm). Characterization results revealed that interactions occurred between the PAni and HK surfaces in the composite structures. The samples exhibited a wide peak range of 2ϴ = 10°-30°. A strong physical and chemical interaction was observed between the PAni and HK phases, with the polymer covering the hydrocar surface and exhibiting an amorphous structure. An increase in nitrogen (N) content from 8.21% < 13.59% < 16.53% with increasing aniline content in the composite structure indicated the presence of PAni. It was determined that the thermal stability of HK increased by 47% as a result of its interaction with PAni in the composite structure. Dielectric analysis results showed that the HK/PAni 50%/SO dispersion exhibited sufficient ε′ and ε″ behavior, making it more suitable for ER applications. The increase in Δε₁ as the PAni ratio in the composite increased indicated that the system's conductivity was adequate and polarization increased. According to the ER analysis results, the semiconducting HK/PAni50%/SO (25% V/V) suspension exhibited the highest shear stress (230 Pa at E=3.5 kV/mm). Therefore, other ER measurements were continued with 25% (V/V) and HK/PAni50%/SO composite structures. These results were consistent with the dielectric and conductivity results. Frequency-dependent results showed that elastic behavior (G') became dominant when an electric field was applied (tanδ = G''/G'<1). This result indicated that the dispersion has vibration-damping capacity. According to the creep recovery results, the HK/PAni50%/SO suspension exhibited a 90% recovery rate at E=3.5 kV/mm. This demonstrated that the suspension retains its deformation memory and can therefore be classified as an ER active smart material.
Benzer Tezler
- Development of polymer based fibers with photovoltaic effect
Fotovoltaik etki oluşturan polimerik liflerin geliştirilmesi
KÜBRA İLGEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DEMİR
- PEM YAKIT HÜCRELERİ İÇİN MEMBRAN-ELEKTROT-YIĞINLARININ HAZIRLANMASI VE KARAKTERİZASYONU
PREPARATION AND CHARACTERIZATON OF MEMBRANE-ELECTRODE-ASSEMBLIES FOR PEM FUEL CELL
SERPİL YILMAZTÜRK GÜNEY
Doktora
Türkçe
2019
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ
- Suda çözünür kuaterner amin türevli tetra sübstitüe metalli ftalosiyaninlerin sentezi
Synthesis of water-soluble tetra substituted metallophthalocyanines derived with quaternary amine
BETÜL HİKMETUMUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESİN HAMURYUDAN
- Conductive tissue adhesives inspired by mussels for use in cardiovascular surgery
Kalp damar cerrahisinde kullanılmak üzere midyelerden ilham alınarak geliştirilen iletken doku yapıştırıcıları
YAĞMUR KALENDER
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyomühendislikİstinye ÜniversitesiKök Hücre ve Doku Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. AYÇA BAL ÖZTÜRK
- Allantoin yüklü kitozan/kollajen skafoldların hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of allantoin loaded chitosan/collagen scaffolds
GİZEM KARACA
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Eczacılık ve FarmakolojiMarmara ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKÇEN YAŞAYAN