Electrospun polyamide-6 and polyamide-6/halloysite nanotubes composite nanofibers: Parameter optimization and characterization
Elektro-eğirme yöntemiyle üretilen poliamid-6 ve poliamid-6/haloysit nanotüp kompozit nanofiberleri: Parametre optimizasyonu ve karakterizasyonu
- Tez No: 534896
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖKNUR BAYRAM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 167
Özet
Elektro-eğirme, yüksek yüzey alanı/hacim oranına sahip nanofiberlerin üretiminde kullanılan çok basit ve verimli bir yöntemdir, dolayısıyla nanoteknolojinin geliştirilmesinde önemli bir potansiyele sahiptir. Nano-ölçekli fiberler ve fiber bileşenleri arasındaki nano düzeydeki etkileşimler, kompozit nanofiberlerin umut vaat eden bir araştırma alanı olmasını sağlamaktadır. Bu çalışmada, katkısız Poliamid-6 (PA6) nanofiberlerinin üretimi için elektro-eğirme parametrelerinin optimizasyonu ve Haloysit Nanotüp (HNT) içeren PA6 kompozit nanofiberlerin performansının araştırılması amaçlanmıştır. İlk olarak, katkısız PA6 nanofiberler, çözelti konsantrasyonu, çözücü tipi, uygulanan elektrik potansiyeli, çözelti besleme debisi ve toplama uzaklığı değerleri değiştirerek üretilmiştir. Eş zamanlı olarak, modifiye edilmemiş ve edilmiş HNT içeren PA6 kompozit nanofiberleri hazırlanmıştır ve SEM, TGA, DSC analizleri ve çekme testi kullanılarak karakterize edilmiştir. Ayrıca kimyasal buhar ortamında bozunma ve yanmaya karşı dayanım testleri seçilen bazı numuneler üzerinde uygulanmıştır. Sonuçlar PA6'ya ağırlıkça %1 modifiye edilmiş HNT eklenmesiyle saf PA6 nanofiber dokumanın çekme modülünün %25 oranında arttırıldığını, düzgün fiber morfolojisinin ve sabit termal özelliklerin sağlandığını ortaya çıkmıştır. Bozunma testlerinde, saf PA6 ve ağırlıkça % 1 ve 8 modifiye edilmiş HNT içeren nanofiber dokumalar HCI, aseton, toluen ve su buharlarına maruz bırakılmıştır. HCI ve su buharı etkileşimlerinden sonra morfolojide belirgin değişim ile birlikte termal ve mekanik özelliklerde azalma gözlemlenmiştir. Kimyasal bozunma, ağırlıkça %1 modifiye edilmiş HNT eklenmesiyle bir miktar önlenmiştir. Bu kimyasal buharlara maruz kalan ince nanofiber dokumaların difüzyon katsayılarının 10-15 m2/s mertebesinde olduğu belirlenmiştir. Hem elektro-eğirme yöntemiyle üretilmiş dokumalara hem de basınçlı kalıplama ile üretilmiş filmlere LOI testi uygulanmıştır. Basınçlı kalıplama ile üretilen PA6 filmlerin LOI değeri %27 O2 iken, elektro-eğirme yöntemiyle üretilen PA6 dokumaların LOI değeri %31 O2 olarak bulunmuştur. Bu sonuç, nanofiberlerin oryantasyonunun ve boşluklu yapısının yanmayı geciktirici özellikler üzerinde olumlu etkisi olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Electrospinning is a very simple and efficient method in production of nanofibers with high surface area/volume ratio, thus has significant potential in developing the nanotechnology. The nano-scale fibers and the interactions in nano level among components of the fibers ensure composite nanofibers to be a promising field of research. In this study, optimization of the electrospinning parameters for neat Polyamide-6 (PA6) nanofiber production and investigation on performance of composite nanofibers containing Halloysite Nanotubes (HNTs) were aimed. Firstly, neat PA6 nanofibers were produced by changing the solution concentration, solvent type, applied voltage, solution feed rate and tip-to-collector distance. Simultaneously, the PA6 composite nanofibers with unmodified and modified HNTs (m-HNTs) were prepared and characterized using SEM, TGA, DSC analyses and tensile tests. Also, degradation tests under chemical vapors and a flame retardancy test were performed on some selected samples. Results revealed that the addition of 1 wt.% m-HNTs to PA6 increased the tensile modulus of the neat PA6 nanofiber mat by 25% and provided uniform fiber morphology and constant thermal properties. In degradation test, the neat PA6 and the nanofiber mat containing 1 and 8 wt.% m-HNTs were subjected to HCl, acetone, toluene and water vapors. After HCl and water vapor exposure, decrease in thermal and mechanical properties were observed together with significant change in morphology. Chemical degradation was slightly prevented by the addition of 1 wt.% m-HNTs. Diffusion coefficients of the thin nanofiber mats exposed to these chemical vapors were determined to be in the order of 10-15 m2/s. LOI tests were applied to both electrospun mats and compression molded films to determine flame retardant properties. While compression molded PA6 films had a LOI value of 27% O2, the LOI value of the electrospun PA6 mat was found as 31% O2. This revealed the positive effect of orientation and the porous structure of the nanofibers on the flame retardant properties.
Benzer Tezler
- Elektro üfleme yöntemiyle üretilen poliamid nanoliflerin filtrasyon özelliklerinin iyileştirilmesi
Improvement of filtration properties of polyamide nanofibers produced by electro blowing method
ALİ TOPTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. ALİ KILIÇ
- Investigation of effect of ambient parameters on electrospun nanofiber morphology
Elektrospin yönteminde çevresel parametrelerin nanolif özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
ESRA ARĞALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KİREÇCİ
- Ağrı ve sancı azaltıcı nanolifli yüzeylerin geliştirilmesi ve karakterize edilmesi
Development and characterization of pain and ache relieving nanofiber webs
EDA NEBİHE SOLAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriUşak ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GAMZE TETİK
- Saf suyun alüminyum-kompozit levhaların yapıştırma bağlantılarındaki naylon 6.6 nanofiber takviyeli yapıştırıcılara etkisi
The effect of pure water on adhesively bonded aluminium-composite plates with polyamide 6.6 electrospun nanofibers
AHMET CANER TATAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET AVCI
- Experimental investigation of optimal spinning parameters for nanofibers
Nanolif imalatı için optimum üretim parametrelerinin deneysel araştırılması
ÜMRAN ÖZKOÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ KİREÇCİ