Geri Dön

Development of rGO/PANI/PVA-Based Electrospun Nanocomposites

rGO/PANI/PVA esaslı Nanokompozitlerin Elektrodokuma ile Üretilmesi ve Geliştirilmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 418599
  2. Yazar: SAJJAD GHOBADİ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. SELMİYE ALKAN GÜRSEL, YRD. DOÇ. FEVZİ ÇAKMAK CEBECİ, DOÇ. DR. MELİH PAPİLA
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mühendislik Bilimleri, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Engineering Sciences, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 61

Özet

Bu tez kapsamında, lifli yapıdaki nanokompozitlerin; poli(vinil alkol) (PVA)'ün taşıyıcı polimer matrisi olarak, indirgenmiş grafen oksit (GO) ve polianilin (PANI)'nin ise iletken dolgu bileşenleri olarak kullanılarak elektrodokuma yöntemiyle hazırlanması ve özelliklerinin sistematik olarak incelenmesi sayesinde elektromekanik olarak cevap verebilen nanokompozit uygulamalarında kullanılabilecek nanokompozitlerin geliştirilmesi başarıyla gerçekleştirilmiştir. Elektrodokuma işleminden önce, grafen oksit grafit kullanılarak modifiye Hummer's yöntemiyle sentezlenmiştir. Ardından gerçekleştirilen termal işlem ile termal olaraak indirgenmiş GO üretilmiştir. PANI nanofiberleri ise kimyasal polimerleşme ile anilinden başlanarak üretilmiştir. Öncelikle elektrodokuma ortamındaki PVA derişimi optimize edilmiş, ardından da nanofiberlerin hazırlanması ve karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Bu amaç için, değişen miktarlarda grafen oksitin yapıya entegrasyonu için tarafımızca geliştirmiş olan ko-çözücü varlığında hazırlanan süspansiyon yöntemi başarıyla uygulanmış ve elektrodokuma işlemi geliştirilmiştir. Elektrodokuma öncesinde, hazırlanan süspansiyonların reolojik özellikleri detaylı olarak incelenmiştir. Elektrodokuma sonrasında elde edilen nanokompozitlerin ise, morfolojik, mekanik ve ısıl özellikleri detaylı olarak karakterize edilmiştir. İlk olarak uygulanan modifikasyon işlemi, elde edilen nanokompozitlerin glutaraladehit çözeltisi kullanılarak çapraz bağlanması ve ardından da PANI'nin (emeraldin) katkılandırılması olmuştur. Böylelikle yapı içindeki PANI'nin iletkenlik kazanması sağlanmış ve elde edilen yapı FTIR spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. İkinci modifikasyon işlemi ise nötr bir gaz ortamında tavlama şeklinde gerçekleştirilen termal işlemdir. Bu işlemin amacı ise, yapıda bulunan iletken olmayan PVA'yı kısmen yapıdan uzaklaştırmak ve PANI'nin ısıl katkılandırmasını gerçekleştirmektir. Elektrodokuma ile üretilmiş nanokompozitlerin uygulanan voltajlara karşı tepki göstermemesine ve iletkenliklerin oldukça düşük olmasına karşın, uygulanan modifikasyonlar (çapraz bağlama, ısıl işlem ve asit ile katkılandırma) sayesinde iletkenlik kazandıkları görülmüş ve 19µS.cm-1 civarında iletkenlikler elde edilebilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this project, with the scope electromechanically responsive nanocomposite applications, fibrous nanocomposites with various filler compositions based on polyvinyl alcohol (PVA) as the polymer matrix, reduced graphene oxide (rGO), and polyaniline (PANI) as conductive reinforcing filler components were successfully prepared via electrospinning and their relative properties were systematically investigated. Prior to electrospinning suspension preparation, graphene oxide (GO) was prepared from natural graphite flakes through an improved method based on Hummer's Modified conventional method. Subsequently, high temperature thermal treatment on the as-prepared GO resulted in formation of thermally reduced GO. Additionally, PANI nanofibers were synthesized via chemical oxidation polymerization starting from aniline monomer. After optimization of PVA concentration in electrospinning media, two main nanofiber preparation and characterization steps were designed and conducted according to the following procedures. Firstly, incorporation of reduced graphene oxide of certain amounts in the electrospinning media was performed by means of co-solvent assisted suspension preparation method proposed by our group followed by electrospinning of respective solutions. Rheological behavior of electrospinning suspensions in addition to morphological, mechanical and thermal properties of their respective as-spin mats was investigated. Secondly, PANI as the electroactive polymer was introduced to the electrospinning suspension recipe optimized during the previous step. In order to improve electrical conductivity of mentioned tri-component PVA/rGO/ PANI as-spun mats, two different post-spinning treatment approaches were performed. The first modification applied included cross-linking of electrospun thin mats using the glutaraldehyde solution, followed by doping of emeraldine base PANI inside the structure, during which, further transformation of PANI state to conductive emeraldine salt was achieved and confirmed by Fourier-Transformed IR spectroscopy (FT-IR). The second modification approach used was thermal treatment through a neutral gas-condition annealing process. The main goal to pursue this method was to both partially eliminate the insulating PVA matrix as well as thermal doping of PANI. While the as-spun showed no response to applied voltages and performed as insulating layers, the post-treated samples showed relatively improved electrical properties and the highest electrical conductivity was peaked at over 19µS.cm-1.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    830086

    Grafen katkılı nanolif üretimi ve uygulamaları

    Graphene doped nanofiber production and its applications

    ÇİĞDEM YENER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    BiyoteknolojiPamukkale Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CUMHUR GÖKHAN ÜNLÜ

    DOÇ. DR. LEVENT PARALI

  2. Tez No

    783533

    Development of conductive polymeric materials for sensor applications

    Sensör uygulamaları için iletken polimerik malzemelerin geliştirilmesi

    DİDEM AYCAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Kimya MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NESLİHAN ALEMDAR YAYLA

    PROF. DR. FATMA KARACA ALBAYRAK

  3. Tez No

    737882

    Farklı asitlerle katkılanmış polianilinin sentezi, karakterizasyonu ve süperkapasitör uygulaması

    Synthesis, characterization and supercapacitor application of polyaniline doped with different acids

    MERVE METİN ÇELENK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER

    DR. YURDANUR TÜRKER

  4. Tez No

    640506

    Giyilebilir elektronikler için iletken iplik ve kumaş üretimi üzerine bir araştırma

    A study on production of conductive yarn and fabric for wearable electronics

    ÖZGÜ ÖZEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Tekstil ve Tekstil MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DEMET YILMAZ

  5. Tez No

    425854

    Elektrokatalitik hidrojen üretimi

    Electrocatalytic hydrogen production

    DUYGU AKYÜZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    EnerjiMarmara Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ATIF KOCA

    PROF. DR. ALİ RIZA ÖZKAYA

Geri Dön