Geri Dön

Poliakrilonitril esaslı nanokompozit lif üretimi ve karakterizasyonu

Production and characterization of polyacrylonitryl based nanocomposite fiber

PDF İndir

  1. Tez No: 597351
  2. Yazar: MUHSİNE ZORCAN
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HATİCE AYLİN KARAHAN TOPRAKÇI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yalova Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Polimer Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 86

Özet

Poliakrilonitril (PAN), akrilonitril monomerlerinin polimerizasyonu sonucu elde edilen ve termoplastik özellik gösteren bir polimerdir. Polar akrilonitril grupları sayesinde yapısında güçlü ikincil etkileşimler bulunduran bu polimer, iyi mekanik özelliklere ve termal dayanıma sahip olmak gibi üstün özelliklere sahiptir. Bu üstün özellikleri sayesinde poliakrilonitril lif endüstrisi tarafından yoğun talep gören bir polimer haline gelmiştir. PAN lifleri endüstriyel ölçekte çözeltiden eğirme yöntemine göre üretilmektedir. Uygun çözgende çözünen PAN çözeltisi lif eğirme sisteminden jel formunda çıktıktan sonra çöktürme banyosunda katılaştırılmaktadır. Bu yöntemle elde edilen lifler genellikle mikron boyutundadır. PAN, mikro lifler yanında nanolif üretimi için de yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Elektroeğirme yöntemi nanolif üretimi için kullanılan yöntemler içerisinde en etkin metodlardandır. Geleneksel PAN lifleri üretiminde olduğu gibi elektroeğirme yönteminde de çözeltiden eğirme tekniği kullanılmaktadır. Lifler, uygun viskozitedeki polimer çözeltisinden elektriksel kuvvet etkisi altında elde edilmektedir. PAN nanoliflerinin yanında nanokompozit PAN lifleri de üretilebilmektedir. Hem PAN hem de nanokompozit PAN lifleri ilaç salınımı, doku mühendisliği, filtrasyon, yanmaz dış giyim, halı ve perde kumaşı gibi çok çeşitli kullanım alanlarına sahiptirler. Halosit, nano boyutta ve tüp şeklinde bir yapıya sahiptir. Doğadan elde edilen bu nanotüpler, tarihte ilk defa 1826 yılında Berthier tarafından kullanılmıştır. Saf halde elde edilen halosit nanotüpler genellikle beyaz renktedir ve taş benzeri bu hammadde kolaylıkla toz hale getirilebilmektedir. Halosit nanotüpler, kolay erişilebilirlik, yüksek fonksiyonalite, yüksek mekanik dayanım gibi birçok olumlu özelliğe sahiptir. Bu özellikler sayesinde katalizör, adsorban ve polimer dolgu malzemesi olarak kullanılabilmektedir. Diğer kil türevli nanodolgu malzemeleri ile karşılaştırıldığında, halosit nanotüpler yüzeyindeki nispeten düşük hidroksil grup içeriği sebebiyle daha hidrofobik bir yapıya sahiptir. Bu sebeple polar olmayan polimerlerde kolayca dağıtılabilmektedir. Nanoboyutta olması ve yüksek en/boy oranı sayesinde farklı birçok polimer için ideal bir dolgu malzemesidir. % 5 gibi düşük miktarlarda eklenmesi bile polimerlerin modül, sertlik, darbe dayanımını nispeten artırmaktadır. Ayrıca nanotüp yapısından kaynaklı olarak ısı ve kütle taşınımını yüksek ölçüde engellemekte ve nanokompozit yapısında alev geciktirici olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada halosit nanotüpleri içeren nanokompozit PAN lifleri, elektroeğirme yöntemi kullanılarak üretilmiştir. İlk adımda PAN çözeltisi ile bir optimizasyon çalışması yapılmış, bu çalışmanın ardından nanodolgu ile beraber farklı konsantrasyonlarda çözeltiler hazırlanmış ve nanokompozit lifler üretilmiştir. Elde edilen liflerin morfolojik analizleri taramalı elektron mikroskobu (FESEM) ile, ısıl özellikleri termal gravimetrik analiz (TGA) ile gerçekleştirilmiştir.

Özet (Çeviri)

Polyacrylonitrile (PAN) is a thermoplastic polymer produced via polymerization of acrylonitrile monomers. Thanks to the polar acrylonitrile groups, many strong secondary interactions are found in its structure and those lead to superior properties such as good mechanical properties and strong thermal strength. Because of so called superior properties, polyacrylonitrile has become a highly demanding polymer by the fiber industry. PAN fibers are produced by solution spinning technique in the industrial scale. PAN solution which dissolves in appropriate solvent is released from fiber spinning system in the form of gels and after that gels are solidified in the precipitation bath. The fibers obtained by this method are generally in the micron size. In addition to microfibers PAN is widely used for nanofiber production. Electro-spinning method is one of the most effective methods used for nanofiber production. As in traditional PAN fiber production, solution spinning technique is used in electro spinning method. The fibers are obtained by using electrical force from the polymer solution that has proper viscosity. Besides PAN nanofibers, nanocomposite PAN fibers can also be produced. Both PAN and nanocomposite PAN fibers have a wide range of applications such as drug release, tissue engineering, filtration, fireproof outerwear, carpet and curtain fabric. Halloysites are nano-sized and have tubular structure. These nanotubes obtained from nature were first used by Berthier in 1826 in history. Pristine halloysite nanotubes are usually white in color and rock- shaped materials can easily be powdered. Halloysite nanotubes have many advantages such as easy accessibility, high functionality, high mechanical strength. Thanks to these properties, it can be used as catalyst, adsorbent and polymer filling material. Compared to other clay-derived nanofiller materials, the halloysite nanotubes have more hydrophobic structure due to the relatively low hydroxyl group content on the surface. Therefore, it can be dispersed easily in non-polar polymers. It is an ideal filler material for many different polymers due to its high nanoparticle and high aspect ratio. Even in the addition of such low amounts of 5% modulus, hardness, impact resistance of polymers is relatively increased. It also prevents heat and mass transport due to its nanotube structure and it is used as a flame retardant in nanocomposite structure. In this study, nanocomposite PAN fibers containing halloysite nanotubes were produced by using electro-spinning method. First, an optimization study was carried out by PAN solution. After this study, different concentrations of solutions were prepared and nanocomposite fibers were produced. Morphological analysis of the nanocomposite fibers was carried out by scanning electron microscopy (FESEM), and thermal properties were characterized by thermal gravimetric analysis (TGA).

Benzer Tezler

  1. Tez No

    513524

    Elektrospin metodu ile hazırlanan polimer/MWCNT nanofiberlerin özelliklerine MWCNT çapının ve uzunluğunun etkisinin araştırılması

    Investigation of the effect of MWCNT diameter and length on properties of polymer/MWCNT nanofiber prepared by electrospinning method

    AYLİN ARICI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    KimyaNecmettin Erbakan Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SABRİ ALPAYDIN

  2. Tez No

    292438

    Synthesis and characterization of electrically conductive polypyrrole-poly(acrylonitrile-co-styrene) composites; nanofiber formation

    İletken polipirol-poli(akrilonitril-ko-stiren) esaslı kompozit sentezi ve karakterizasyonu; nano lif eldesi

    TİMUÇİN BALKAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. A. SEZAİ SARAÇ

  3. Tez No

    594063

    Kendi kendini onarabilen polibenzoksazin esaslı nanokompozit malzemelerin geliştirilmesi

    The development of self healing polybenzoxazine based nanocomposite materials

    SETENAY ÜNÇE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Kimya MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MENEMŞE GÜMÜŞDERELİOĞLU

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SONER ÇAKMAK

  4. Tez No

    712472

    Development of silicon/carbon nanocomposite anodes from simple precursors for lithium-ion batteries

    Lityum-iyon piller için öncül malzemelerden silisyum/karbon nanokompozit anotların geliştirilmesi

    ALI ANSARI HAMEDANI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Kimya MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CLEVA OWYANG GÜLGÜN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SERAP HAYAT SOYTAŞ

  5. Tez No

    436290

    Polimer esaslı grafen katkılı yeni nesil iletken nanokompozit malzemelerin üretimi, yapısal özelliklerinin ve iletkenlik karakteristiklerinin incelenmesi

    Production of polymer based graphene added new generation conductive nanocomposite materials, investigation of the structure properties and the conductivity characteristics of them

    BEHZAT YILDIRIM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Mühendislik BilimleriKahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. İSMAİL TİYEK

Geri Dön