Doğal poliamit fiberlerin mekanik özellikleri, konformasyon geçişleri ve sentetik poliamit fiberlerle karşılaştırılması
Mechanical properties and conformational transitions of natural polyamide fibres and comparison with synthetic polyamide fibres
- Tez No: 201354
- Danışmanlar: DOÇ. DR. VİLAYET ALEKBEROV, PROF. DR. EKATERİNA S. TSOBKALLO
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyofizik, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Biophysics, Physics and Physics Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: alfa-keratini, yün, ipek, konformasyon geçişi, mikrofibril, gerilim, uzama, gerilim relaksasyonu, sünme, alpha-keratin, wool, silk, conformational transition, microfibril, stress, strain, stress relaxation, creep
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 256
Özet
Doğal poliamit fiberler özellikle tekstil endüstrisinde, mühendislikte ve tıpta önemli kullanım alanlarına sahiptir. Daha iyi özellikli fiberden yapılmış malzemeler üretmek ve onların performanslarını arttırmak kullanım koşullarına bağlı olarak bu fiberlerin mekanik özelliklerinin nasıl değiştiğini belirlemeyi gerektirir. Yün ve ipeğin mekanik özelliklerini anlamaya yönelik birçok çalışma olmasına rağmen yine de bu fiberlerin tamamıyla incelenmediği görülmektedir. Bu tezde, ilk uzama, sıcaklık ve su gibi farklı etkilerden sonra alfa-keratin (yün ve saç) ve ipek fiberlerinin mekanik özellikleri incelenmiştir. Alfa-keratin fiberleri %16-%24 bölgesinde ilk uzatıldıktan sonra alfa-beta konformasyon geçişlerinden dolayı ipek fiberlerinkine benzer gerilim-uzama eğrileri göstermektedir. %32'den büyük ilk uzama değerleri sentetik poliamit fiberlerin gerilim-uzama eğrilerine benzerliğe yol açmaktadır. Bu fiberlerde gözlenen yeni geçişler naylon ve kapron fiberlerinin gerilim-uzama davranışlarıyla karşılaştırılarak yorumlanmıştır. Yüksek ilk uzama değerlerinin ipek fiberlerinin gerilim-uzama eğrilerinde daha yüksek gerilim değerlerine yol açtığı ve %8'den büyük değerler için 2. bir geçişin ortaya çıktığı gözlenmiştir. Su etkisinden sonra yün ve ipek fiberleri daha düşük kırılma gerilimleri ve daha yüksek elastik özellikleri göstermiştir. Burada, alfa-keratin fiberlerin gerilim-uzama eğrilerinde kaynaklarda daha önce gözlenmemiş yeni bir geçiş ortaya çıkmıştır. Termal etkiden dolayı bu fiberlerin mekanik özelliklerinde önemli derecede kötüleşme 150 °C'den daha büyük sıcaklıklarda ısıtmadan sonra görülmüştür. Fiberler artan ısıtma süresiyle daha kötü mekanik özellikler göstermişlerdir. Gerilim-relaksasyon ve sünme-iyileşme süreçleri detaylı olarak incelenmiştir. Yün fiberlerinin, 0-%10 aralığındaki ilk uzama değerleri için lineer olmayan viskoelastik ve %10'dan büyük uzama değerleri için lineer viskoelastik davranışa sahip olduğu görülmüştür. Yün fiberlerinin lineer olmayan viskoelastik bölgesinde uzun sürelerde relaksasyon modülünün tahmini ve relaksasyon davranışı için matematik model önerilmiştir.
Özet (Çeviri)
Natural polyamide fibres have important application fields especially in textile industry, engineering and medicine. To produce fibrous materials with higher characteristics and improve their performances requires determining how the mechanical properties of these fibres change depending on usage conditions. Although there are a lot of researches to understand the mechanical characteristics of wool and silk fibres but still it is seen these fibres were not investigated completely. In this thesis, the mechanical characteristics of alpha-keratin (wool and hair) and silk fibres after different effects such as preliminary stretching, temperature, and water were investigated. It was shown that after the alpha-keratin fibres were pre-extended in the region of 16% to 24% they show similar stress-strain curves of silk fibres due to alpha-beta conformational transitions. Pre-extension more than 32% leads to similarity to the stressstrain curves of synthetic polyamide fibres. New transitions observed on these fibres were interpreted by comparing with stress-strain behaviour of naylon and kapron fibres. It was seen that preliminary stretching effect on mechanical properties of silk fibres depends on extension level either. It was observed higher pre-extension level leads to higher stress values and a second transition appears for pre-extension more than 8% on the stress-strain curve. After water effect, wool and silk fibres show lower breaking stress and higher elastic properties. Here, a new transition which has not been observed in the literature before appears on the stress-strain curves of alpha-keratin fibres. Important decrease on mechanical properties of these fibres due to thermal effects is seen after heating more than 150 °C. With increasing time of heating, the fibres show worse mechanical characteristics. The stress-relaxation and creep-recovery processes are investigated in detail. It was seen that wool fibres have nonlinear viscoelastic in the preliminary extension region of 0 to 10% and linear viscoelastic behaviour for extension more than 10%. Mathematical model for estimating of relaxation modulus and behaviour of wool fibres in the nonlinear region for long time was proposed.
Benzer Tezler
- Introducing a single stage in-situ fibrillation of PA, PET, & PBT within pla matrix
Pla matris içindeki PA, PET ve PBT'nin tek aşamalı in-situ fibrilasyonu
ELİF ÖZPERK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MOHAMMADREZA NOFAR
- Karbon nanotüp katkılı poliakrilonitril fiberlerin ileri ozmoz membranlarında destek tabakası olarak hazırlanması
Preaparation of carbon nanotube doped polyacrylonitrile fibers as a support layer for forward osmosis membranes
ÖZGÜR ÇAKMAKCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. EVRİM ÇELİK
- Reinforced hollow fiber nanofiltration membrane production for the removal of natural organic matter
Güçlendirilmiş ince boşluklu nanofiltrasyon membran üretimi ve yüzeysel sulardan doğal organik madde giderimi
TÜRKER TÜRKEN
Doktora
İngilizce
2019
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Dye affinity hollow fibers for protein purification
Protein saflaştırılması için boya afinite hollow fiberler
MEHMET SONER BAY
- Hidrojen transfer kopolimerizasyonu ile yeni bir poli(ester-amit) sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of a new poly(ester-amide) via hydrogen tranfer copolymerization
ÜMİT KELEŞ