Geri Dön

Otomotiv endüstrileri için poliamid matrisli kompozitlerin geliştirilmesi

Development of polyamide matrix composites for automotive industries

  1. Tez No: 619956
  2. Yazar: MERVE ŞENER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HASAN FERDİ GERÇEL
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Kompozit, Nanokompozit, Poliamid, Kalsiyum karbonat, Selüloz asetat, Composite, Nanocomposite, Polyamide, Calcium carbonate, Cellulose acetate
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 96

Özet

Son yıllarda birçok sanayi alanında olduğu gibi otomotiv sanayisinde de hafiflik, işleme kolaylığı, iyi korozyon direnci, yüksek mekanik dayanımı ve düşük üretim maliyeti gibi başlıca avantajları nedeniyle kompozit malzemeler geliştirilmektedir. Bu çalışmanın amacı, radyatör bileşenleri, filtre yuvaları, ara bağlantı elemanları, kablolar, emniyet kemeri bileşenleri, hava yastığı ve pedallar gibi birçok otomobil bileşeni için ideal bir malzeme olan poliamid (PA)'in özelliklerini geliştirmektir. Çalışma sonucunda, PA matrisine selüloz asetat (CA) biyopolimeri ve inorganik kalsiyum karbonat (CaCO3) katkısı yapılarak mekanik ve dielektrik özellikleri iyileştirilmiş kompozit filmler geliştirilmiştir. Ca(NO3)24H2O (KN) başlangıç maddesi olarak kullanılmış ve sol-jel sitrat yöntemiyle farklı sentez koşulları altında CaCO3 nanoparçacık sentezi gerçekleştirilmiştir. Genellikle nanoparçacık sentezinde indirgeyici olarak kullanılan hidrazin gibi toksik ve tahriş edici kimyasallar yerine sitrik asit (SA) kullanılarak homojen boyut dağılımına sahip CaCO3 nanoparçacıkları sentezlenmiştir. Sentezlenen CaCO3 nanoparçacıklarının kimyasal yapısı Fourier Dönüşümlü İnfrared spektroskopisi (FTIR) ile karakterize edilmiş, kristal yapısı X ışını kırınım (XRD) yöntemi ile incelenmiş ve sentezlenen nanoparçacıkların morfolojisi ve boyut dağılımları taramalı elektron mikroskopisi (SEM) ile analiz edilmiştir. Sonuç olarak, farklı sentez koşulları altında sentezlenen nanoparçacıklar arasından 125oC'de ve SA:KN=0.75:1 mol oranı ile sentezlenen nanoparçacıkların, 1-100 nm arasında homojen bir boyut dağılımı sergiledikleri görülmüş ve polimer matrisli kompozit üretiminde katkı maddesi olarak kullanılmıştır. Kompozit malzemenin bileşenleri arasındaki güçlü etkileşimler FTIR ile belirlenmiştir. Kompozit malzemelerin morfolojik yapıları, mekanik özellikleri ve termal bozunma davranışları üzerindeki etkileri sırasıyla SEM, çekme testleri ve termogravimetrik analiz (TGA) ile incelenmiştir. Yapılan çekme testleri sonucuna göre, saf PA filminin 2,2 katı kadar çekme dayanımına sahip bir kompozit film geliştirildiği sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca, dielektrik sabiti ölçümleri sonucunda saf PA filmine göre %26 daha yüksek dielektrik katsayısına sahip kompozit film geliştirildiği sonucuna varılmıştır.

Özet (Çeviri)

In recent years, composite materials have been developed in the automotive industry, as in many areas of industry, because of their advantages such as light weight, ease of processing, good corrosion resistance, high mechanical strength and low production cost. The aim of the present study is to improve the properties of polyamide (PA), which is an ideal material for many automobile components such as radiator components, filter housings, interconnect components, cables, seat belt components, airbag and pedals. As a consequence of the study, composite films with improved mechanical and dielectric properties were developed by incorporation of cellulose acetate (CA) biopolymer and inorganic calcium carbonate (CaCO3) into the PA matrix. Ca(NO3)24H2O (KN) was used as the starting material and CaCO3 nanoparticle synthesis processes were conducted by sol-gel citrate method under different synthesis conditions. CaCO3 nanoparticles with homogeneous size distribution were synthesized using citric acid instead of toxic and corrosive chemicals such as hydrazine, which is generally used as a reducing agent in nanoparticle synthesis. The chemical structure of the synthesized CaCO3 nanoparticles was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and the crystal structure was examined by X-ray diffraction (XRD) method. Besides, morphology and size distributions of the synthesized nanoparticles were analyzed by scanning electron microscopy (SEM). Consequently, among the nanoparticles, synthesized under distinct synthesis conditions, the one, synthesized at 125oC and with a SA:KN mole ratio of 0.75:1, were found to exhibit a homogeneous size distribution between 1-100 nm and used as an additive in polymer matrix composite production. The strong interactions between the components of the composite material were investigated by FTIR. Mechanical properties, and thermal degradation behavior of the composite materials were investigated by SEM, tensile tests, and thermogravimetric analysis (TGA), respectively. Based on the tensile tests, it was concluded that a composite film with a tensile strength of 2.2 times that of pure PA film was developed. Also, it was concluded that a composite film with a dielectric constant of 26% higher than that of pure PA film, were developed according to the dielectric constant measurements.

Benzer Tezler

  1. The production of chopped glass fiber reinforced PPS composite via extrusion and injection moulding and characterization studies

    Kırpık cam elyaf takviyeli PPS matrisli kompozitin extrüzyon ve enjeksiyon ile üretimi ve karakterizasyon çalışmaları

    FEYZA ZENGİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ARİF NİHAT GÜLLÜOĞLU

    DR. MEHMET MASUM TÜNÇAY

  2. Otomotiv endüstrileri için doğal lifler ile güçlendirilmiş polimer matrisli kompozitlerin geliştirilmesi

    Development of polymer matrix composites reinforced with natural fibers for automotive industries

    AYŞE NUR ERYILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Kimya MühendisliğiEskişehir Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN FERDİ GERÇEL

  3. Effects of pressure and bias voltage on the morphology and properties of refractory WNbMoV high entropy thin films coated via magnetron sputtering

    Basınç ve bıas voltajının, magnetron sıçratma yoluyla kaplanmış refrakter WNbMoV yüksek entropili ince filmlerin morfolojisi ve özellikleri üzerindeki etkileri

    SEVDA JAFARI AGHDAM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU

  4. Nikelalüminat (NiO/Al2O3) nanopartiküllerinin üretimi

    Production of NiO/Al2O3 nanocomposite particles

    TUNÇAĞ CİHANGİR ŞEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN

  5. Analysis of temperature effect on anisotropy of AZ31 sheet

    Sıcaklığın AZ31 sac metalinin anizotropisine etkisinin analizi

    ERKAN TUR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FAHRETTİN ÖZTÜRK