Sentezlenen membranların mekanik özelliklerinin belirlenmesi ve mekanik davranışlarının sayısal modellenmesi
Determination of mechanical properties of synthesised membranes and numerical modeling of their mechanical behavior
- Tez No: 1017458
- Danışmanlar: PROF. DR. NESE TUFEKCİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
: Polimerik membranlar ucuz ve üretimlerinin kolay olmaları nedeniyle su ve atıksu arıtımında günümüzde yaygın olarak tercih edilmektedirler. Bu çalışmada, saf poliakrilonitril (PAN) ve nanomalzeme takviyeli PAN flat-sheet ultrafiltrasyon (UF) membranları faz inversiyon yöntemiyle üretilmiştir. Nanokompozit membranların üretiminde halloysit nanotüp (HNT) ve füme silika (FS) olmak üzere iki farklı nanomalzeme kullanılmıştır. HNT ve FS'nin PAN membranların özelliklerine/performansına etkisini belirleyebilmek için ağırlıkça %0,1, %0,5 ve %1 olmak üzere üç farklı oranda HNT veya FS polimerik membran içerisine ayrı ayrı dahil edilmiştir. Üretilen membranların kimyasal yapısının doğrulanması ve morfolojisinin değerlendirilmesi için sırasıyla Fourier dönüşümlü infrared (FTIR) spektroskopisi ve taramalı elektron mikroskopisi (SEM) kullanılmıştır. Ayrıca membranların karakterizasyonu bölümünde temas açısı ölçümü, su tutma kapasitesi ölçümü, çekme testi, gözeneklilik, gözenek boyutu, kalınlık sonuçları da verilmiştir. Sonuçlar PAN membrana uygun miktarda HNT ve FS takviyesiyle membranın yüzey gözenekliliğinin, yüzey ıslanabilirliğinin, su tutma kapasitesinin, saf su akı performansının, elastisite modülünün ve kopma noktasındaki uzamanın arttığını göstermiştir. Deneysel olarak çekme testi sonuçlarından elde edilen membranların mekanik özelliklerin yanı sıra membranların mekanik davranışı Mori-Tanaka homojenleştirme yöntemi ve Sonlu Eleman yöntemi olmak üzere iki farklı yöntemle değerlendirilmiştir. Modelleme sonuçları, PAN membranların mekanik özelliklerine HNT ve FS katkısının etkilerini temsil etmekte Sonlu eleman yönteminin Mori-Tanaka homojenleştirme yöntemine kıyasla daha başarılı olduğunu ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Polymeric membranes are widely preferred in water and wastewater treatment because they are cheap and easy to manufacture. In this study, neat polyacrylonitrile (PAN) and nanomaterial-reinforced PAN flat-sheet ultrafiltration (UF) membranes were produced by the phase inversion method. Two different nanomaterials, halloysite nanotube (HNT) and fumed silica (FS), were used in the production of nanocomposite membranes. To determine the effect of HNT and FS on the properties/performance of PAN membranes, three different ratios of HNT or FS, 0.1%, 0.5%, and 1% by weight, were separately included in the polymeric membrane. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM) were used to verify the chemical structure and evaluate the morphology of the produced membranes, respectively. In addition, in the characterization section of the membranes, the results of contact angle measurement, water holding capacity measurement, tensile test, porosity, pore size, and thickness are also given. The results showed that the surface porosity, surface wettability, water holding capacity, pure water flux performance, modulus of elasticity, and elongation at break of the membrane increased with the appropriate amount of HNT and FS reinforcement to the PAN membrane. In addition to the mechanical properties of the membranes obtained from the experimental tensile test results, the mechanical behavior of the membranes was evaluated with two different methods, Mori-Tanaka homogenization method, and Finite Element method. The modeling results showed that the Finite element method was more successful than the Mori-Tanaka homogenization method in representing the effects of HNT and FS additives on the mechanical properties of PAN membranes.
Benzer Tezler
- Kişiye özel doku yaması olarak kullanılmak üzere uyarılmış pluripotent kök hücre yüklü poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) bazlı membranların hazırlanması
Preparation of PHBHHx based tailor –made tissue patches
MERYEM YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NELİSA TÜRKOĞLU
DOÇ. DR. MURAT DEMİRBİLEK
- Sülfolanmış polisülfon nanokompozit membranlar hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of nanocomposite sulfonated polysulfon membranes
BÜŞRA KÖROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
- PEM yakıt pilleri için floroborik asit katkılı polimer karışımı bazlı membran sentezi
Başlık çevirisi yok
YAVUZ YAĞIZATLI
- İyonik polimer metal kompozitlerin hazırlanması ve özelliklerinin belirlenmesi
Preparation of ionic polymer metal composites and determination of the properties
ÖMER ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiHitit ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SATILMIŞ BASAN
- Polietilen tereftalat (PET) atıklarının kimyasal depolimerizasyonu ve dioktil tereftalat (DOTP) üretimi
Chemical depolymerisation of polyetyhlene terephthalate (PET) wastes and dioctyl terephthalate (DOTP) production
NAGİHAN KINATAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT UYAK