Yüksek ısıl iletimli, düşük sürtünme katsayılı yeni nesil termoplastik poliüretan
New grade of thermoplastic polyurethane with high thermal conductivity and low coefficient of friction
- Tez No: 469039
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET ÖZGÜR SEYDİBEYOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Termoplastik poliüretan malzemeler günümüzde endüstrinin birçok farklı yerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Uygulama alanına göre farklı mekanik ve kimyasal özellikler gösteren termoplastik poliüretanların birçok çeşidi vardır. Mevcut özelliklerin yanında, uygulamaya yönelik olarak malzemeye farklı özellikler kazandırabilmek için termoplastik poliüretan malzemeler çeşitli katkı maddeleriyle karıştırılarak spesifik, hedefe yönelik termoplastik poliüretan malzemeler elde edilmektedir. Bu çalışmada, endüstride yaygın olarak kullanılan hidrolik ve pnömatik sistemlerin en önemli parçalarından biri olan sızdırmazlık elemanları malzemeleri ele alınmıştır. Enerji verimliliğinin ve ürün ömürlerinin önemli hale geldiği günümüzde hidrolik ve pnömatik sızdırmazlık elemanları ömürlerinin uzatılması, enerji verimliliklerinin arttırılması ve bakım gereksinimlerinin azaltılması hidrolik pnömatik sızdırmazlık elemanları sektörü için büyük önem taşımaktadır. Bu çalışma, hidrolik pnömatik sızdırmazlık elemanları malzemelerinde düşük sürtünme katsayısı ve yüksek ısıl iletim katsayısı gibi özelliklerin malzemenin standart fiziksel ve kimyasal özelliklerini bozmadan malzemeye kazandırılması açısından önem kazanmaktadır. Hidrolik & Pnömatik sızdırmazlık elemanları malzemelerinden beklenen standart özellikler; çekme dayanımı, kopma uzaması, sertlik, baskı altında deformasyon ve aşınma dayanımı olarak özetlenebilir. Standart malzemelerin sahip oldukları bu özelliklerin yanında, malzemelere düşük sürtünme katsayısının kazandırılmasının, malzemenin sürtünmeden kaynaklı aşınmasını ve ısı oluşumunu azaltacağını, yüksek ısıl iletim katsayısının kazandırılmasının da oluşan sıcaklığın malzemeden çevreye transferinin kolaylaştıracağı öngörülmüştür. Bu iki özelliğin yetersiz olduğu durumlarda sızdırmazlık elemanları çalışma yüzeylerinde sıcaklık artışı sebebiyle yanmalar ve aşınmalar gözlemlenmektedir. Sonuç olarak da bu problemler sızdırmazlık elemanı için başarısızlık göstergesi olan sızıntıya sebep olur. Bu durumların önlenmesi sayesinde sızdırmazlık elemanları daha yüksek enerji verimliliği ve daha uzun çalışma ömürleriyle sektörde avantaj elde edebilecektir. Çalışmada kullanılan termoplastik poliüretan malzemeye belirtilen özelliklerin kazandırılabilmesi için boron nitrür, MoS2, PTFE ve grafit gibi dört farklı katkı malzemesi üçer farklı dozajda kullanılmış ve termoplastik poliüretan malzeme ile çekilerek toplamda on iki farklı çeşit oluşturulmuştur. Katışkıları yapılan malzemeler çift vidalı ekstruder ile çekilmiş ve ısıl işlemleri yapıldıktan sonra plastik enjeksiyon makinası ile sızdırmazlık elemanı ve test plakaları üretilmiştir. Değişmesi beklenen özelliklerin incelenebilmesi için FTIR, ısıl iletim katsayısı, çekme kopma, sıkıştırma, sürtünme katsayısı ve özel test tertibatıyla sürtünme karşılaştırma testleri yapılmıştır. Yürütülen testlere göre tüm sonuçlar incelendiğinde %5 PTFE ile oluşturulmuş altı numaralı malzemenin mevcut özellikler bozulmadan hedef özellikleri malzemeye kazandırdığı gözlemlenmiştir. Bu malzemede sertlik, %100 uzama altındaki gerilme ve baskı altında deformasyon değerleri kabul edilebilir sınırlar içinde kalırken, ısıl iletim katsayısı değeri artmış ve sürtünme katsayısı değeri azalmıştır.
Özet (Çeviri)
Today, thermoplastic polyurethane materials are widely used in many different applications. There are many types of thermoplastic polyurethanes which offers different mechanical and chemical properties according to application area. In addition to the existing properties, thermoplastic polyurethane materials mixed with various additives to obtain specific, targeted thermoplastic polyurethane materials in order to impart different properties to the material for application. In this study, materials of the sealing elements are approached which is one of the most important parts of the hydraulic & pneumatic systems widely used in industry. Nowadays when energy efficiency and product life become vital, it is quite important that prolongation of the sealing element life, increasing the energy efficiency and reducing maintenance requirements for hydraulic & pneumatic sealing elements sector. This study gains importance in terms of bringing the properties such as low coefficient of friction and high thermal conductivity coefficient in materials of hydraulic pneumatic sealing materials without breaking the standard physical and chemical properties of the material. Standard features expected from hydraulic & pneumatic sealing materials summarized as tensile strength, elongation at break, hardness, deformation under pressure (compression set) and wear resistance. In addition to these properties of standard materials, it envisaged that imparting low coefficient of friction to materials will reduce wearing because of friction and heat formation, imparting high thermal conductivity will facilitate transferring the heat generated from the material to the surrounding area. If these two properties are insufficient, burn spots and abrasions due to temperature increase observed in the working surfaces of the sealing elements. Herewith these problems cause leakage that is the indication of failure. By preventing these situations, the sealing elements will be able to benefit from the sector with higher energy efficiency and longer working life. Four different additive materials such as boron nitride, MoS2 ,graphite and PTFE were used at three different doses each to gain the specified properties to the thermoplastic material which is used in this study. The base material compounded with the additives was re-granulated with twin-screw extruder and after heat treatment of the materials, test plaques and sealing elements were produced with the help of plastic injection machines. FTIR, thermal conductivity coefficient, tensile, compression set, coefficient of friction and friction tests carried out to examine the properties expected to change. When all the results analyzed according to the tests performed, it has been observing that Sample 6 which has 5% PTFE acquired the targeted properties without deteriorating the existing properties. In this compounded material, the coefficient of thermal conductivity increases and the coefficient of friction decreases while the hardness, stress at 100% strain and compression set values are within acceptable limits.
Benzer Tezler
- Development of H-BN and CNT reinforced polymer composites for electronic warfare receivers and transmitters: Examination of thermal performance
Elektronik harp almaç ve göndermeç kasaları için H-BN ve CNT takviyeli polimer kompozit malzeme geliştirilmesi: Isıl performansın incelenmesi
GÜRCAN CENGİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALAEDDİN BURAK İREZ
- Mikro kriyojenik soğutucu tasarımı
Development of a microscale cryogenic device
BERKAY HALVAŞİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT GÜR
- Basınçlı hava kurutucusu ısı geri kazanım ünitesi ısı değiştiricisi tasarımı ve had kullanarak sayısal analizi
Pressuri̇zed ai̇r dryer heat recovery uni̇t heat exchanger desi̇gn and cfd analysi̇s
AYŞE BURCU YILDIZ
- Modeling and interpreting transient wellbore temperature behaviors in wellbores under nonisothermal single-phase liquid flow conditions in oil reservoirs
Petrol rezervuarlarında tek-fazlı sıvı akışı koşullarında kuyu içi kararsız sıcaklık davranışlarının modellenmesi ve yorumlanması
GONCA ÜLKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ONUR
- Heat transfer enhancement in fin and tube heat exchangers by introducing perforations on the fins
Kanatlı borulu ısı değiştiricilerde kanatlara delikler açılarak ısı transferinin artırılması
HARUN DENİZLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONUR TUNÇER