Köpük ekstrüzyon yöntemiyle nanopartikül takviyeli polimerlerin özelliklerinin geliştirilmesi
Development of nanoparticles reinforced polymers by foam extrusion method
- Tez No: 603032
- Danışmanlar: PROF. DR. MİHRİGÜL ALTAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İmal Usulleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 88
Özet
Polimer malzemeler sahip oldukları geniş fiziksel, kimyasal, termal ve mekanik özelliklerden dolayı otomotiv, beyaz eşya, medikal uygulamalar gibi birçok farklı alanda kullanılmaktadır. Polimerlerin bu uygulama alanlarındaki performansını arttırmak amacıyla özelliklerinin iyileştirilmesi üzerine çalışmaların olduğu bilinmektedir. Bu bağlamda karşımıza ilk olarak polimer nanokompozit üretim teknolojileri çıkmaktadır. Polimer matrisli nanokompozitlerin üretiminde, nano boyuttaki katkının matris içinde homojen olarak dağıtılabilmesi, kompozitin özelliklerinin geliştirilmesi için oldukça önemlidir. Bu amaçla, uyumlaştırıcıların ve dispersantların kullanıldığı bilinmektedir. Yapılan bu tez çalışmasında polimer malzeme olarak sıklıkla kullanılan polipropilenin, nano montmorillonit katkısı ile mekanik özelliklerinin iyileştirilmesinde, literatürde sıklıkla kullanılan uyumlaştırıcı ve dispersantlar yerine, köpük ekstrüzyon yöntemi uygulanmıştır. Bu yöntemde kullanılan köpük ajanı ile montmorillonitin polimer matris içerisindeki dispersiyonun geliştirilmesi hedeflenmiştir. Tez çalışmasında, farklı konsantrasyonlardaki montmorilonitin (ağırlıkça %1, 3 ve 5), kimyasal köpük ajanın (ağırlıkça %0, 1 ve 2) malzemenin mekanik, morfolojik ve termal özellikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Deneysel çalışmada, enjeksiyonluk kompozit granüllerin eldesi için ergiyik karıştırma metodu, köpük ajanı katkısı ile çift vidalı bir ekstrüderde gerçekleştirilmiştir. Bu granüllerin enjeksiyon kalıplanmasıyla çekme çubukları elde edilmiştir. Elde edilen numunelerin mekanik, termal ve morfolojik özellikleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, ergiyik karışım metodu esnasında köpük ajanın kullanılması ile nanopartikülün dispersiyonunun arttığı ve buna bağlı olarakta mekanik özelliklerin iyileştiği gözlenmiştir. Özellikle %3 montmorillonit katkısında başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Köpük ajanının kullanılmadığı durumlarda ise topaklanmaya bağlı olarak kristalinitenin ve çekme dayanımının azaldığı gözlemlenmiştir. Dolayısıyla, köpük ekstrüzyon yöntemi esas alınarak polimer nanokompozit malzemenin özelliklerinin geliştirilebileceği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Polymeric materials are used in many fields such as automotive, household appliances, electronical and medical applications due to their wide range of physical, chemical, thermal and mechanical properties. It is well-known that there many studies based on development of properties of polymers in order to increase their application areas. Polymer nanocomposite production technology is one of the most novel method to promote properties of polymers. The main challenge during development of polymer nanocomposites is the dispersion of nano sized filler inside of the polymer matrix. A convenient dispersion enhances the properties and gives advantage to the material to be used in wide range of applications. In conventional methods, compatibilizers and dispersants are used in order to enhance the dispersion. In this thesis study, property enhancement of polypropylene which is one of the most important commodity polymer by addition of nano montmorillonite is aimed. In order to enhance the dispersion of nano filler inside of the polypropylene matrix, foaming extrusion by using a chemical blowing agent is used as production method instead of addition of compatibilizers and dispersants. Different concentration of montmorillonite (1, 3 and 5 wt%) and chemical blowing agent (0, 1 and 2 wt%) was used and their effects on mechanical and thermal properties were investigated. Effect of addition of chemical blowing agent and its concentration on the dispersion was investigated. Developed samples were produced via a laboratory scale twin screw extrusion and test specimens from pelletized granules were prepared by using an injection molding processing. Mechanical, thermal and morphological properties of the samples were investigated. According to the experimental results of the developed samples, it is found that using the foam extrusion method increased the dispersion of montmorillonite nano fillers into polypropylene matrix, consequently mechanical property is enhanced. The best property enhancement achieved in polypropylene nanocomposite included 3 wt% montmorillonite. In case of absence of chemical blowing agent, crystallinity and tensile strength decreased due to agglomeration of montmorillonite nano fillers. As a result, we could observe that enhancement of properties by producing polymer nanocomposites via foaming extrusion method is possible.
Benzer Tezler
- Preparation and characterization of nanocomposite foams based on polysulfone and graphene nanoparticles
Polisülfon ve grafen nanoplaka içeren nanokompozit köpüklerin üretimi ve karakterizasyonu
MUSTAFA KEREM YÜCETÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYLA AYDIN
- Nişasta esaslı köpük ambalaj malzemesinin ekstrüzyon yöntemiyle üretimi ve fiziksel özelliklerinin belirlenmesi
Physical properties of starch-based foam packaging material by extrusion process
ÖZGE ÖZMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Gıda MühendisliğiMersin ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYLİN ALTAN METE
- Development of extruded high impact polystyrene foams
Ekstrüzyon yöntemiyle yüksek darbe dayanımlı polistiren köpük malzemesinin geliştirilmesi
EMRE DEMİRTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR
- Kenevir tohumundan protein izolasyonu ve ekstrüzyon yöntemiyle bitki bazlı et eldesi
Hemp seed protein isolation and plant-based meat development with extrusion method
EMİNE YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Gıda MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN SAĞDIÇ
- Kapalı hücreli metalik köpüklerde hücre morfolojisinin mekanik özelliklere etkisi ve fotoelastisite yönteminin kullanılabilirliği
Effect of cell morphology on mechanical properties of closed cell metal foams and usability of photoelasticity method
ERSİN BAHÇECİ
Doktora
Türkçe
2012
Metalurji MühendisliğiGazi ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ÖZÇATALBAŞ