Effects of filler type and morphology on thermoplastic nanocomposites: Thermal, electrical and mechanical properties
Dolgu maddesi tipi ve morfolojisinin termoplastik nanokompozitlere etkileri: Isıl, elektriksel ve mekanik özellikler
- Tez No: 642208
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALPASLAN TURGUT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 381
Özet
Son yıllarda, iyileştirilmiş özelliklere sahip malzeme olabilme potansiyelleri nedeniyle karbon-bazlı katkı maddeleri, özellikle karbon nanotüp (KNT) ve grafen nano plakalar (GnP), ile güçlendirilmiş polimer nanokompozitler artan ilgi görmektedir. Diğer katkı maddeli kompozitlerle karşılaştırıldığında, bu kompozitler ısıl, elektriksel ve mekanik özelliklerde daha iyi bir artış göstermektedir. Fakat, karbon-bazlı katkı maddelerinin polimerlerdeki dağılımı, uygulamalarını ve onları içeren nanokompozitlerin performansını kısıtlayan bir engeldir. Bu sorunu çözmek için en basit yöntem hibrit katkı maddelerinin polimer matrise eklenmesidir. Bu tezin temel amacı, karbon bazlı katkı maddelerinin sinerjik etkisinin, ağırlık oranının ve boyutunun ısıl, elektriksel ve mekanik özellikler üzerine etkilerini incelemektir. Bu amaçla, katkı maddesinin boyutunun yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE)-bazlı nanokompozitlerin özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi için, farklı en-boy oranına sahip iki tip KNT ve farklı boyutlara sahip üç tip GnP kullanılmıştır. Tüm numuneler eriyik harmanlama yöntemi ve ardından kalıp sıkıştırma yöntemi kullanılarak hazırlanmıştır. Boyut ve sinerjik etkisini daha iyi anlamak için, ilk olarak, sadece KNT veya GnP içeren nanokompozitlerin özellikleri üzerine karbon-bazlı katkı maddelerinin boyut etkisi araştırılmıştır. Daha sonra, katkı maddeleri arasındaki sinerjik etkiyi araştırmak için en iyi performansı gösteren KNT ve GnP aynı anda matrise eklenmiştir. Son olarak, bu özellikleri en iyi şekilde artıran katkı maddelerinin optimum dolgu ağırlık oranını ve boyutunu belirlemek için farklı boyutlarda GnP'ler ve KNT'ler içeren hibrit nanokompozitlerin özellikleri deneysel olarak incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
In recent years, polymer nanocomposites reinforced by carbon-based nanofillers, especially multiwall carbon nanotubes (MWCNTs) and graphene nanoplatelets (GnPs), have received increasing attention due to their potentials as tailored materials with improved properties. Many studies have been reported that these nanocomposites exhibit better enhancement in thermal, electrical, and mechanical properties compared the nanocomposites with other filler materials. However, the dispersion of carbon-based nanofillers within the polymers is the bottleneck impeding their applications and the performance of the nanocomposites including them. The incorporation of hybrid nanofillers into polymer matrix is the easiest method to overcome this problem. The main objective of this thesis is to investigate the effects of synergic, weight ratio and size of carbon-based nanofillers on the thermal, electrical, and mechanical properties. For this purpose, two different dimensions of MWCNTs and three different dimensions of GnPs were used to investigate the size effect on the high-density polyethylene (HDPE)-based nanocomposites properties. All samples were prepared by using melt mixing, followed by compression molding. To better understand size and synergic effects, first, the size effect of carbon-based nanofillers on the properties of nanocomposites including MWCNTs or GNPs alone were investigated. Then, MWCNTs and GnPs exhibiting the best performance were simultaneously added into the matrix to investigate the synergic effect between nanofillers. Finally, these properties of the hybrid nanocomposites including GnPs and CNTs with different sizes were investigated experimentally to determine optimum filler weight ratio and size which maximally enhance certain properties.
Benzer Tezler
- Development of new generation, high performance polypropylene composites
Yeni nesil, yüksek performanslı polipropilen kompozitlerin geliştirilmesi
ORKUN KAYMAKÇI
Doktora
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSELİ UYANIK
- Haloysit nanotüp dolgu malzemesi ile termoplastik ve termoplastik elastomer polimer matris kompozit malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of halloysite filled thermoplastic and thermoplastic elastomer composite materials
TUĞÇE ÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ÖZKAL
- Production and characterization of polyester/poly(methyl methacrylate) and acrylonitrile butadiene styrene terblends and nanocomposites
Poliester/polimetil metakrilat/akrilonitril stiren bütadien üçlü karışımları ve nanokompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
MEHMET ALİ ORAL
Doktora
İngilizce
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI
DR. OSMAN GÖKHAN ERSOY
- Investigation of physical and mechanical properties of polyurethane nanocomposites prepared using different types of nano additives
Farklı nano katkılar ile hazırlanan poliüretan nanokompozitlerinin fiziksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
BAHAR BÜYÜKKAHRAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSELİ UYANIK
- Effect of preparation methods on morphology and rheological properties of PLA/CNC nanocomposites
Üretim yöntemlerinin PLA/CNC nanokompozitlerinin morfolojik ve reolojik özelliklerine etkisi
BURCU ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR