Nanoselüloz ve bor nitrür katkılı polimer kompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of nanocellulose and boron nitride added polymer composites
- Tez No: 632759
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HANDE ÇELEBİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 156
Özet
Elektronik cihazların sürekli olarak küçülmesi ve güç yoğunluklarının artması ile cihazlarda hızlı bir şekilde biriken termal yük daha hızlı ve etkili ısı dağılımı gerektirmektedir. Bu nedenle, ısıl iletkenliğe sahip malzemelerin elektronik cihazlarda kullanımı önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, bor nitrür nanotabaka (BNNT) ve nanoselüloz (NC) ilavesinin polilaktik asit (PLA) matrisinin termal ve mekanik özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bor nitrür (BN), üstün termal iletkenliği ve mekanik özellikleri nedeniyle polimer kompozitler için potansiyel bir inorganik katkı maddesidir. Asit hidroliziyle mikrokristalin selülozdan hazırlanan selüloz nanoparçacıkları benzersiz fiziksel ve kimyasal özellikleri, doğal bolluğu, yenilenebilirlik ve sürdürülebilirlik özellikleri nedeniyle dikkat çekmektedir. Bu çalışmada, farklı derişimlerde bor nitrür (BNNT) ve/veya nanoselüloz (NC) içeren polilaktik asit (PLA) kompozitleri çözelti döküm yöntemi ile hazırlanmıştır. Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Termogravimetrik Analiz (TGA), Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC), Termal İletkenlik, Termomekanik Analiz (TMA), Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ve X-Işını Kırınımı (XRD) analizleri ve çekme testi ile kompozitlerin karakerizasyonu yapılmıştır. PLA matrisine nanoselüloz eklenmesiyle çekme dayanımı ve Young modülü artarken kopmada uzama değerleri azalış göstermiştir. BNNT katkısıyla artan çekme dayanımı daha yüksek derişimlerde aglomerasyon oluşumu sonucu düşüş eğilimine girmiştir. Saf PLA'nın termal iletkenliği 0,13 W/mK iken, ağırlıkça %5 NC ve %5 BNNT ilavesiyle termal iletkenlik 0,33 W/mK'e, BNNT'nin viniltrimetoksi silan modifiyesi sonrası ise 0,35 W/mK değerine ulaşmıştır. Matris içerisindeki BNNT'ler arasında geniş temas yüzeyi elde edilmiş ve bu nedenle kompozit yüzeyi boyunca ısı transferinde termal temas direnci en aza indirilerek termal iletkenlik değeri artmıştır.
Özet (Çeviri)
The rapidly increased thermal load as a result of the continuous down-scaling of electronic devices and increase in power densities require faster and more effective heat dissipation. Therefore, the thermal conductivity of materials has attracted much attention in modern electronics. In this study, the effect of the addition of boron nitride nanosheet (BNNT) and nanocellulose (NC) on the thermal and mechanical properties of the polylactic acid (PLA) matrix was investigated. Boron nitride (BN) is a potential inorganic additive for polymer composites due to its superior thermal conductivity and mechanical properties. Cellulose nanoparticles prepared from microcrystalline cellulose by acid hydrolysis attract attention due to their unique physical and chemical properties and the inherent abundance, renewability and sustainability. In this study, polylactic acid (PLA) composites containing boron nitride and/or nanocellulose in different concentrations were prepared by solvent casting method. Characterization of composites were carried out by using Transmission Electron Microscopy (TEM), Scanning Electron Microscope (SEM) Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermal Conductivity, Thermomechanical Analysis (TMA), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and X-Ray Diffraction XRD) analysis and tensile tests. The addition of nanocellulose to the PLA matrix increased the tensile strength and Young's modulus while it decreases elongation at break values. Increased tensile strength with BNNT addition tends to decrease at higher concentrations as a result of BNNT agglomerations. While the thermal conductivity of neat PLA was 0.13 W/mK, with the addition of 5wt. % NC and 5 wt. % BNNT the thermal conductivity reached 0.33 W/mK, after modification of BNNT with vinyltrimethoxy silane, it reached 0.35 W/mK. A large contact surface was obtained between the BNNTs in the matrix and therefore the thermal conductivity value increased by minimizing thermal contact resistance in heat transfer all the way through the composite surface.
Benzer Tezler
- Nanoselüloz ve bor bileşiklerinin ahşap kompozit levhaların performans özelliklerine etkisi
The effect of nanocellulose and boron compounds on the performance properties of wood composite panels
MERT YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEKİ CANDAN
- Nanocellulose-polypropylene composites
Nanoseluloz-polipropilen kompozitleri
ECE YAKKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Mühendislik Bilimleriİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÖZGÜR SEYDİBEYOĞLU
- Nanoselüloz / karbonize atık kauçuk nanokompozit filmlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of nanocelulose / carbonized waste rubber nanocomposite films
ENGİN KOCATÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiNanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ZOR
DR. ÖĞR. ÜYESİ FERHAT ŞEN
- Enhancing mechanical performance and flame retardancy of polyethylene fibers
Polietilen liflerin mekanik ve alev geciktiricilik özelliklerinin geliştirilmesi
BEYZA NUR GÜNAYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
DOÇ. DR. HÜSEYİN AVCI
- Nanoteknolojik ambalaj kağıdı ve karton üretiminde enzimatik/kimyasal ön muamele yöntemlerinin ürün performans özellikleri üzerine etkisinin araştırılması
Research of the enzymatic/chemical pretreatment methods effect on product performance characteristics in nanotechnological wrapping paper and cardboard production
SELVA SERTKAYA
Doktora
Türkçe
2022
Ağaç İşleriDüzce ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYHAN TOZLUOĞLU