Development of core/shell structured composite nanofibers via coaxial electrospinning method
Çekirdek/kabuk yapısındaki kompozit nanofiberlerin ortak eksenli elektroeğirme yöntemi ile geliştirilmesi
- Tez No: 584824
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖKNUR BAYRAM, PROF. DR. ÜLKÜ YILMAZER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 158
Özet
Elektroeğirme yöntemi, nanofiberlerin üretiminde çok yönlü, hızlı ve uygun maliyetli bir proses olmasıyla nano boyutta morfolojiye sahip malzemelerin üretilmesinde kullanılan en elverişli metodlardan biri olarak düşünülmektedir. Bu metodda, polimer eriyiklerinden veya çözeltilerinden lifli morfolojilerin geliştirilmesinde elektrostatik kuvvetler kullanılmaktadır. Nanofiber morfolojisinin hizalama yönü boyunca yüksek mekanik gerilim dağıtım kabiliyeti ve yüksek yüzey alanı/hacim oranı gibi özellikleri, hem akademi hem de endüstride elektroeğirme yönteminin popülerliğinin arkasındaki en önemli nedenlerden olmuştur. Bu çalışmada, düzenli yapılı çekirdek/kabuk yapısına sahip nanofiberlerin üretimi için ortak eksenli elektroeğirme parametrelerinin optimizasyonunun yanında haloysit nanotüplerin (HNT) ve piranha solüsyonu ile aşındırılmış HNT'lerin (HNT-P) eklenmesinin nanofiber dokumalarının özelliklerine olan etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. İlk olarak, çekirdek/kabuk yapılı PEG/PA6 nanofiberler, çözelti konsantrasyonları, elektrik potansiyeli ve çözelti besleme hızları değiştirilerek üretilmiştir. Elde edilen nanofiber dokumaların morfolojisi, ısıl dayanımı, ısı depolaması, yüzey kimyasal bileşimi ve çekme özellikleri SEM, TGA, DSC, FTIR analizleri ve çekme testi ile analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, kütlece %3 aşındırılmış HNT'nin nanofiber yapısına eklenmesiyle üretilen malzemenin çekme modülü ve erime entalpisi katkısız çekirdek/kabuk yapılı nanofiberlere kıyasla %25 ve %21 artış göstermiştir. Ek olarak, kütlece %3 HNT-P ilavesiyle, çekirdek/kabuk yapılı nanofiberlerde enkapsüle edilmiş PEG'in erime entalpisi, HNT katkısız çekirdek/kabuk nanofiberlere göre 68 J/g'dan 82 J/g'a yükseltilmiştir. Ayrıca, PEG enkapsülasyon verimliliği, ağırlıkça % 3 HNT-P eklenmesiyle katkı maddesi içermeyen numuneye göre %78'den %96'ya çıkarılmıştır. Son olarak, ısıl döngüsel test ile katkısız, kütlece %3 HNT ve %3 HNT-P katkılı numunelerin termal döngüsel test sonrasında başlangıçtaki erime entalpilerinin sırasıyla %88.11, %93.36 ve %92.83'lük bölümünü koruduğu görülmüştür. Bu sonuçlar çekirdek/kabuk yapılı nanofiberlerin yüksek ısıl dayanıklılığını ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Electrospinning being a versatile, fast and cost effective method in production of nanofibers, has been considered to be one of the most convenient processes for development of such fine morphologies. The method utilizes the electrostatic forces in developing fibrous morphologies out of polymer melts or solutions. Properties of the nanofiber morphology such as high mechanical stress distribution capability along the direction of alignment and high surface area to volume ratio have been the additional reasons behind the recent popularity of the electrospinning method both in academia and industry. In this study, optimization of the coaxial electrospinning parameters for production of uniform structured neat core/shell nanofibers and investigation on the effects of halloysite nanotubes (HNTs) and piranha etched HNTs (HNT-P) on the properties of nanofibrous mats were aimed. Firstly, neat core/shell PEG/PA6 nanofibers were produced by changing the core/shell solution concentrations, applied electrical potential and solution feed rates. Morphology, thermal stability, heat storage, surface chemical composition and tensile properties of the nanofibrous mats were characterized by SEM, TGA, DSC, FTIR analyses and tensile testing. Results revealed that with incorporation of 3 wt. % HNT-P into the core/shell nanofibers, tensile modulus and latent heat of melting values increased by 25% and 21%, respectively compared with the mentioned properties of neat core/shell nanofibrous samples. Moreover, with 3 wt. % HNT-P addition, melting enthalpy of PEG encapsulated in the core/shell nanofibers was increased from 68 J/g to 82 J/g with respect to neat core/shell nanofibers. Additionally, PEG encapsulation efficiency was increased from 78% to 96% with introduction of 3 wt. % HNT-P with respect to the sample without any additive. Finally, as a result of the thermal cyclic test, it was seen that neat, 3 wt. % HNT and HNT-P added nanofibrous samples preserved 88.11%, 93.36% and 92.83% of their initial melting enthalpies, respectively. These results revealed high thermal durability of the core/shell structured nanofibers.
Benzer Tezler
- Elektro döndürme yöntemi ile elde edilen karbon nanolif ve karbon nanotüplerin karakterizasyonu ve işlevselleştirilmesi
Characterisation and functionalization of electrospun carbon nanofibers and carbon nanotubes
MERVE YILMAZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. FİLİZ ALTAY
- Kendi kendini onarabilen polibenzoksazin esaslı nanokompozit malzemelerin geliştirilmesi
The development of self healing polybenzoxazine based nanocomposite materials
SETENAY ÜNÇE
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ SONER ÇAKMAK
- Elektroeğirme yöntemi ile mayaların kompozit nanoliflere enkapsülasyonu ve kontrollü salım özelliklerinin belirlenmesi
Başlık çevirisi yok
İNCİ ALP
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiManisa Celal Bayar ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL EREN
- Isıl enerji depolama özellikli mikrokapsüller içeren akıllı tekstil ürünlerinin geliştirilmesi
Development of smart textile products containing microcapsules with thermal energy storage property
SENNUR ALAY
Doktora
Türkçe
2010
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEMİL ALKAN
DOÇ. DR. FETHİYE GÖDE
- Yapay kas uygulamaları için nanokompozit malzeme geliştirilmesi
Development of nanocomposite material for artificial muscle applications
AYŞE KÜBRA AYDINALEV
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN