Elektro eğirme yöntemiyle üretilmiş çok cidarlı karbon nanotüp (ÇCKNT) katkılı polivinil alkol (PVA) nanoelyaf takviyeli nanokompozit levhaların üretimi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Production and mechanical properties of multiwalled carbon nanotubes (MWCNTS) added polyvinly alcohol (PVA) nanofiber reinforced nanocomposite plates produced by electrospinning method
- Tez No: 565145
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MÜRSEL EKREM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Necmettin Erbakan Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Bu tez çalışmasında, elektro eğirme yöntemiyle üretilmiş olan Polivinil Alkol (PVA) nanoelyaf ve ağırlıkça % 1, % 3 ve % 5 oranlarında Çok Cidarlı Karbon Nanotüp (ÇCKNT) ile güçlendirilmiş PVA nanoelyaf takviyeli epoksi nanokompozit malzemelerin üretimi ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. İlk olarak elektro eğirme yöntemiyle PVA nanoelyaf ve ağırlıkça % 1, % 3 ve % 5 oranlarında ÇCKNT takviyeli PVA nanoelyaflar üretilmiştir. 0,13 mikrometre kalınlığında üretilen bu nanoelyaflar, 8x125 mm boyutlarında kesilip, kalıp içerisinde üst üste 5/10/15 tabakalı olacak şekilde yerleştirilerek ASTM D882-02 standartları doğrultusunda epoksi matrisli nanokompozit levhalar üretilmiştir. Ayrıca aynı kalıp ile referans numunesi olarak nanoelyaf içermeyen epoksi matrisli kompozit levhalar da üretilmiştir. Üretimi yapılan bu nanokompozit malzemelerin tek eksenli, sabit çene hızı altında çekme dayanımı, elastisite modülü, tokluk ve Poisson oranları gibi değişkenler incelenmiş ve referans numunelerin davranışlarıyla kıyaslanmıştır. Ayrıca üretilen nanokompozit malzemelerin termal karakterizasyonları Termogravimetrik Analiz (TGA) ve Diferansiyel Termal Analiz (DTA) ile yapılmıştır. Çekme testi sonucu kopma yüzeylerinin morfolojilerinin belirlenmesi için ise Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılmıştır. PVA nanoelyaf ve ağırlıkça % 1, % 3 ve % 5 oranlarında ÇCKNT ile güçlendirilmiş PVA nanoelyafların yüzey morfolojileri ve ÇCKNT'lerin nanoelyaf içerisindeki dağılımları SEM ve Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM) ile incelenmiştir. 5/10/15 tabakalı PVA nanoelyaf ve ağırlıkça % 1, % 3 ve % 5 oranlarında ÇCKNT ile güçlendirilmiş PVA nanoelyaf takviyeli nanokompozit levhaların çekme dayanımları, toklukları ve birim şekil değişimleri, nanoelyaf takviye edilmemiş epoksi matrisli kompozit numunelerine göre artmıştır. 15 tabakalı ve ağırlıkça % 1 oranında ÇCKNT ile güçlendirilmiş PVA nanoelyaflar ile takviye edilen kompozit levhaların çekme dayanımları, epoksi matrisli kompozit numuneleri ile karşılaştırıldığı zaman çekme dayanımındaki artış % 35 olarak belirlenmiştir. Nanoelyaf tabakasının artması ile malzemenin çekme dayanımı artarken, ÇCKNT oranı artıkça yapısal bir kusur olarak davranan ÇCKNT‟in topaklanmasına ve iyi ıslanamamasına bağlı olarak nano boşluk oluşmasından dolayı çekme dayanımı azalmıştır. Nanoelyafların varlığından dolayı meydana gelen temel hasar mekanizmaları, çatlak tutulması, çatlak yön değiştirmesi, elyaf köprüleme, elyaf sıyrılması ve elyaf kırılmasıdır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the mechanical properties of polyvinyl alcohol (PVA) nanofibers and 1%, 3% and 5% by weight multi-walled carbon nanotube (MWCNT) reinforced PVA nanofibers reinforced nanocomposite materials which were produced by electro spinning method were investigated. Firstly, PVA nanofibers and 1%, 3% and 5% MWCNT reinforced PVA nanofibers were produced by electro spinning method. These nanofibers produced in 0.13 micrometer thickness were cut in dimensions of 8x125 mm and placed on top of each other in a mold to be layered 5/10/15. Thus, nanocomposite plates were produced according to ASTM D882-02 standards. In addition, a pure epoxy nanocomposite plates with no nanoelyaf as a reference sample was produced using the same mold. Variables such as tensile strength of these produced nanocomposite materials under constant load, modulus of elasticity, toughness and poisson ratios were examined and compared with the behavior of the reference samples. In addition, thermal characterizations of the nanocomposite materials were examined and determined by Thermogravimetric Analysis (TGA) and Differential Thermal Analysis (DTA). Scanning Electron Microscope (SEM) was used to determine the morphology of fracture surfaces as a result of tensile test. Surface morphologies of polyvinyl alcohol (PVA) nanofibers and 1%, 3% and 5% by weight multiwalled carbon nanotube (MWCNT) reinforced PVA nanofibers and this MWCNT‟s distribution in nanofibers were investigated by SEM and Transmission Electron Microscopy (TEM). The tensile strengths, toughness and unit deformations of 5/10/15 layered polyvinyl alcohol (PVA) nanofibers and 1%, 3% and 5% by weight MWCNT reinforced PVA nanofibers were increased compared to nanofibers non-reinforced epoxy test specimens. The tensile strengths of 15 layers and 1% by weight of MWCNT reinforced PVA nanofibers an increase of 35% was determined for when compared with the epoxy sample. While the tensile strength of the material increased with the increase of the nanoelyaf layers in the same ÇCKNT ratio, the tensile strength decreased due to the ÇCKNT aggregation acting as a structural defect as the ÇCKNT ratio increased. The main mechanisms that occur due to the presence of nanoelifers are crack retention, crack deflection, fiber bridging, fiber stripping and fiber breakage.
Benzer Tezler
- Elektro-eğirme yöntemiyle üretilmiş çok cidarlı karbon nanotüp (Çcknt) takviyeli polivinil alkol (Pva) nano-keçe barındıran kompozit levhaların mekanik davranışlarının belirlenmesi
Investigation for the mechanical behaviors of nano mats composite laminates with electro-spun multiwalled carbon nanotube reinforced polyvinyl alcohol
ÜNAL ÖZTEN
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER SİNAN ŞAHİN
- ÇCKNT takviyeli polisülfon nano keçe ile güçlendirilmiş epoksi esaslı nanokompozit levhaların kırılma ve termal özelliklerinin belirlenmesi
Determination of fracture and thermal properties of epoxy based nanocomposite sheets reinforced with MWCNT reinforced polysulfone nano felt
ÖMER ÇOŞKUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜRSEL EKREM
- Karbon nanotüp, nanofı̇ber ve e-cam takvı̇yelı̇ epoksı̇ nanokompozı̇tlerı̇n yorulmalı korozyon davranışının ı̇ncelenmesı̇
Investigation of corrosion fatigue behavior of carbon nanotube, nanofiber and e-glass reinforced epoxy nanocomposites
GÖKSEL SARAÇOĞLU
Doktora
Türkçe
2020
Makine Mühendisliğiİskenderun Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET YAPICI
- 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
SELİN ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKNUR BAYRAM
- Electrospun carbon nanofiber based composites as anode material for lithium-ion batteries
Lityum-iyon bataryalar için elektro eğirme yöntemiyle üretilmiş carbon nanolif tabanlı kompozit anot malzemeleri
MAHMUT DİRİCAN
Doktora
İngilizce
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN KIZIL