Nano-partikül takviyeli yüksek yoğunluklu polietilen nanokompozitlerin üretimi ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of the production and mechanical properties of nano-particle reinforced high density polyethylene nanocomposites
- Tez No: 380919
- Danışmanlar: PROF. DR. NECMETTİN TARAKÇIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Metallurgical Engineering, Engineering Sciences, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 139
Özet
Günümüzde polimer nanokompozitler, dünya çapında araştırma ve geliştirme yatırımlarıyla dikkatleri üzerine çekmeyi başarmıştır. Üreticiler polimer nanokompozitlerin mekanik, termal ve fiziksel özelliklerinin iyi olması nedeniyle birçok alanda kullanmayı düşündüler. Bu nedenle polimer nanokompozitlerin araştırılması ve geliştirilmesi için önemli yatırımlar yapılmaktadır. Ancak, nanokompozitlerin üretimlerinde ortaya çıkabilecek problemlerden dolayı polimer nanokompozitlerin özelliklerinin endüstriyel ölçekte araştırılması gereksinimi ortaya çıkmıştır. Bu çalışmanın amacı, yüzeyi modifiye edilmiş nano kalsiyum karbonat (Nano CaCO3) ve organik olarak modifiye edilmiş montmorilonit (Nanokil) partiküllerinin yüksek yoğunluklu polietilenin(YYPE) mekanik, termal, fiziksel ve morfolojik davranışları üzerindeki etkisini araştırmaktır. YYPE matriksinden üretilmiş ağırlıkça %1, %2, %3, %4 ve %5 nanokil takviyeli YYPE ve ağırlıkça %1, %3, %5, %10 ve %15 nano takviyeli CaCO3 YYPE nanokompozitler banbury mikser ve tek vidalı ekstruder kullanılarak endüstriyel ölçekte üretilmiştir. Üretilen nanokompozit numunelerin ve saf YYPE‟ nin maksimum çekme gerilmesi, kopmadaki yüzde uzama, sekant modülü, maksimum eğme gerilmesi, eğme sekant modülü, darbe dayanımı, shore D sertliği ve çizilme dayanımı gibi mekanik özellikleri, camsı geçiş sıcaklığı (Tg) gibi termal özellikleri, yoğunluk, erime akış indeksi (MFI) ve yumuşama sıcaklık noktası gibi fiziksel özellikleri incelenmiştir. X-ışın difraksiyonu (XRD), fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), geçirimli elektron mikroskobu (TEM) ve tarama elektron mikroskobu (SEM), nanokompozitlerin ve saf YYPE‟nin morfolojik karakteristiklerini analiz etmek için kullanılmıştır. Tüm deney sonuçları, nanokil ve nano CaCO3 partiküllerinin, nanokompozitlerin mekanik, termal, fiziksel ve morfolojik davranışları üzerinde çok önemli etkileri olduğunu göstermiştir. Bu etkiler, ayrıntılı olarak açıklanmış ve sonuçları tartıĢılmıştır.
Özet (Çeviri)
Nowadays, polymer nanocomposites attracted considerable investment in research and development worldwide. Manufacturers have considered using polymer nanocomposites because of their good mechanical, thermal, and physical properties. However, the requirement of investigation of polymer nanocomposites in the industrial scale has increased due to the obscurity in their production. The objective of this work was to investigate the effect of surface modified nano calcium carbonate (CaCO3) and organically modified MMT (Nanoclay) particles in the mechanical, thermal, physical and morphological behavior of high density polyethylen (HDPE). 1wt%, 2wt%, 3wt%, 4wt% and 5wt% loading of nanoclay reinforced HDPE and 1wt%, 3wt%, 5wt%, 10wt% and 15wt% loading of nano CaCO3 reinforced HDPE nanocomposites made from the HDPE matrix were prepared by using a industrial banbury mixer and single screw extruder in the industrial scale. The mechanical properties such as the maximum tensile stress, the elongation at fracture, the secant modulus at 5% elongation, the maximum flexural stress, the flexural secant modulus at 0,8% elongation, the impact strength, the shore D hardness, scratch resistance, and the thermal properties such as the glass transition temperature (Tg), and the physical properties such as the density, the melting flow index (MFI), the softening temperature point were studied. The x-ray diffraction (XRD), The fourier transform infrared spectrophotometry (FTIR), the transmission electron microscopy (TEM) and the scanning electron microscopy (SEM) were used to analyze the structural characteristics of the nanocomposites. According to the results of all experiments, nanoclay and nano CaCO3 nanoparticles significantly had an effect on mechanical, thermal, physical and morphological behavior of produced nanocomposites in the industrial scale. This effects were explained and its results discussed in detail.
Benzer Tezler
- Sol-jel yöntemi ile polimerik öncülerden nükleer kalite bor karbür tozların düşük sıcaklıkta üretimi ve radyasyon kalkanı olarak polimer nanokompozitlerde kullanımı
Production of nuclear grade boron carbide powders from polymeric precursors by sol-gel method and their utilization as radiation shield in polymer nanocomposites
SUNA AVCIOĞLU
Doktora
Türkçe
2020
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN KAYA
- Preparation and characterization of polypropylene nanocomposite materials reinforced with cellulose nano whiskers by solvent casting
Selüloz nano parçacıklarıyla güçlendirilmiş polipropilen nanokompozit malzemelerin solvent casting metodu ile hazırlanması ve analizi
ELİF RAFİYE BAHAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. AYŞEN ÖNEN
PROF. DR. NURAY UÇAR
- Polimer matrisli kompozitlerin nanopartikül takviyesi ile mekanik özelliklerinin gelişiminin araştırılması
Investigation of the development of mechanical properties of polymer matrix composites with nanoparticular support
ÖZGE KAYABAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mühendislik BilimleriKarabük Üniversitesiİmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET AKİF ERDEN
- Titanyum diborür ve grafen nano plaka takviyeli silisyum karbür seramiklerinin spark plazma sinterleme yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of titanium diboride and graphene nanoplates (GNP) reinforced silicon carbide ceramics prepared by spark plasma sintering
BÜŞRA ÖZKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN
- Mekanik alaşımlanmış TiC ve Y2O3 partikül takviyeli AA7075 metal matrisli nanokompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of mechanically alloyed TiC and Y2O3 particle reinforced AA7075 metal matrix nanocomposites.
EMİN SALUR
Doktora
Türkçe
2021
Metalurji MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ACARER