Geri Dön

Investigation of the electrical properties of conductive polymer coated textile

İletken polimer kaplı tekstilin elektriksel özelliklerinin araştırılması

PDF İndir

  1. Tez No: 295470
  2. Yazar: AYŞEGÜL AVİNAL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ESMA SEZER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2011
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 133

Özet

Özellikle son yıllarda iletken polimerlerin kullanım alanlarının genişlemesiyle iletken polimerler metaller için önemli bir alternatif haline gelmişlerdir. Fakat bu polimerlerin erime ve çözünme problemleri nedeniyle işlenmesinde yaşanan zorluklar, iletken polimerlerin istenilen amaca yönelik üretimini ve uygulamalarını sınırlamaktadır. Bu problemi aşmak için iletken polimerler, tekstil taşıyıcı üzerine kaplanmakta, böylelikle iletken polimerlerin işleme problemlerinin de üstesinden gelinmektedir. Esnek ve elastik taşıyıcı malzemenin mekanik özellikleri ile polipirol kaplamanın elektriksel, mikrodalga özelliklerinin ve biyouyumluluk avantajlarının birleşmesi, kompozitlerin elektromanyetik arayüz kalkanlama, genişbant mikrodalga soğurma, statik yük yayılımı, biyomedikal ve doku mühendisliği gibi alanlarda kullanılabilmesine olanak sağlamaktadır. Tekstillerin kaplanmasında en çok kullanılan iletken polimerlerden biri polipiroldür. Polipirol kaplı tekstillerin insan vücudunun farklı hareketlerinin ölçülmesi ve kontrolünün sağlanması için gerilmenin algılanmasında duyarlı kumaş (sensing fabric) olarak kullanıldığı belirtilmiştir.Bu çalışmada, pirolün polyester kumaş üzerine in situ ve iki basamaklı kimyasal polimerizasyonları incelenmiştir. Çözücünün iletkenlik üzerindeki etkisini inceleyebilmek amacıyla üç farklı çözücü (asetonitril, metanol/asetonitril karışımı ve destile su) kullanılmıştır. Demir (III) klorür pirolün polimerizasyonunda en yaygın kullanılan oksidanttır. Fakat pirolün kumaş üzerine in situ polimerizasyonunda seryum amonyum nitrat (CAN) kullanımı ile ilgili bilgiye rastlanmamıştır. Bu konuda bilgi edinmek amacıyla oksidant olarak CAN kullanılmış ve sonuçlar, Demir (III) klorür oksidant kullanılarak gerçekleştirilen sentezlerin sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Polimerizasyon sırasında, monomer, oksidant, dopant konsantrasyonu, çözücü, polimerizasyon süresi ve reaktantların eklenme sırası gibi farklı parametrelerin etkileri incelenmiştir. Dopant olarak pTSA ve Sodyum Perklorür kullanılmıştır. Monomer etkisini karşılaştırma yapabilmek amacıyla, anilinin de tekstil üzerinde in situ polymerizasyonu pirole benzer şekilde gerçekleştirilmiştir. Kaplanmış numunelere SEM, EDX ve FTIR analizleri yapılmıştır. Kaplanmış numunelerin iletkenlikleri, direnç değerleri ölçülerek hesaplanmıştır. İletken tekstillerin kapasitansları da direnç değerleriyle eşzamanlı olarak ölçülmüştür. EDX analizinden elde edilen verilerden Cl/C, Cl/N, S/N ve (Cl+S)/N oranları hesaplanmış ve bu oranların iletkenlik ile ilgisi incelenmiştir. Sonuç olarak, Demir (III) klorür oksidant varlığında kaplanan numunelerin, CAN oksidant varlığında kaplananlara göre çok daha yüksek iletkenlik değerlerine sahip olduğu görülmüştür. Aynı zamanda numunelerin kapasitans değerleri ölçülmüş ve iletken polimer kaplanmış kumaşlar için bu değerlerin 10 mF'a kadar yükseldiği görülmüştür. Bu değer literaturde benzer polimerler için gözlenen 15µF değerinden yaklaşık 1000 kat daha yüksektir ve bu iletken polimer kaplı tekstiller, elektrik yükü depolayabilen cihazlarda kullanılabilir.

Özet (Çeviri)

Especially in recent years, by the enlargement in the fields of application of conductive polymers, these polymers have become an important alternative to metals. Because of the difficulty in processibility due to the melting problem and in solubility, the fabrication towards the intended purpose and the applications of the conducting polymers have been restricted. To overcome this problem the conducting polymers are coated upon the textile substrate. Combination of the mechanical properties of flexible and elastic substrate material with the electrical, microwave properties and biocompatibility advantage of the polypyrrole coating allows composites to be used at the fields such as electromagnetic interface shielding, microwave absorption, static charge dissipation, biomedical and tissue engineering. One of the most common used conducting polymers for coating textiles is polypyrrole. It is pointed out that polypyrrole coated textiles are used as sensing fabric for detecting the tension to control and to measure the various movements of human body.In situ and two step chemical polymerizations of pyrrole onto the polyester textile substrate has been investigated in this study. Three different solvent (acetonitrile, methanol/acetonitrile mixture and distilled water) were used to be able to investigate the effect of solvent on the conductivity. Iron(III) chloride is the most common oxidant used for pyrrole polymerization. But there are not more information for the in situ polymerization pyrrole on the textile by using Cerium(IV) Ammonium Nitrate (CAN) as oxidant. CAN was used as oxidant to obtain information, and results were compared with the results of the syntheses that carried out with Iron(III) chloride. During the polymerization, effect of different parameters such as monomer, oxidant, dopant concentration, solvent, polymerization time and addition order of reactants were investigated. The in situ polymerization of aniline on the textile has also been carried out for comparison. The dopants pTSA and Sodium Perchloride were used. SEM, EDX and FTIR analyses were made to the coated samples. The conductivities of the coated textiles were calculated from the measured resistivity values. Capacitances of the conductive textile were also measured. The Cl/C, Cl/N, S/N and (Cl+S)/N ratios were calculated from the EDX analyses and the relation between this ratio and conductivity was investigated. As a result, it was observed that the specimens coated in the presence of Iron(III) chloride oxidant have conductivity values substantially higher than that of coated in the presence of CAN oxidant. The capacitances of the specimens were also measured. The capacitance values up to 10 mF was obtained for the conductive polymer coated textiles. This value is 1000 fold higher than 15µF which has been observed for similar polymers in the literature and these conductive polymer coated textiles can be used in the electrical charge storage devices.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    588264

    Investigation of electrical properties of flexible electrically conductive polymer composites

    Esnek elektriksel iletken polimer kompozitlerin elektriksel özelliklerinin incelenmesi

    DERYA MUTLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova Üniversitesi

    Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE AYLİN KARAHAN TOPRAKÇI

  2. Tez No

    485287

    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

    İngilizce

    2017

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI

    PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ

  3. Tez No

    619086

    Polipropilen kumaş/ polianilin/ manyetik parçacık kompozitlerin hazırlanması ve elektromanyetik dalga koruyucu özelliklerinin incelenmesi

    Preparation of polypropylene fabric / polyaniline / magnetic particle composites and investigation of electromagnetic shielding effectiveness properties

    ALİ ERDEM YÖRÜK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    KimyaAnkara Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET SAÇAK

  4. Tez No

    290403

    İletken polimerlerle muamele edilmiş tekstil yüzeylerinin elektrik iletkenliği ve elektromanyetik kalkanlama özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of the electrical conductivity and electromagnetic shielding effectiveness of textile surfaces that applied conductive polymers

    ZEHRA YILDIZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara Üniversitesi

    Tekstil Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İSMAİL USTA

    PROF. DR. ATİLLA GÜNGÖR

  5. Tez No

    346330

    Polianilin poliester (PANI/PES) ve polianilin poliamid (PANI/PA) kompozit kumaşlarının oluşturulması, elektromanyetik kalkanlama etkinliklerinin ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

    Production and investigation of electromagnetic shielding effectiveness and mechanical properties of polyaniline polyester (PANI/PES) and polyaniline polyamid (PANI/PA) composite fabrics

    FATMA ZEHRA ENGİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Tekstil ve Tekstil MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Tekstil Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İSMAİL USTA

Geri Dön