Geri Dön

Atık strafor kullanarak grafen takviyeli polistiren kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu

Fabrication and characterization of graphene reinforced polystyrene composites using waste styrofoam

PDF İndir

  1. Tez No: 700144
  2. Yazar: AMIN FIYOUJ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MEVLÜT GÜRBÜZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Mekanik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 94

Özet

Bu çalışmada atık strafordan elde edilen polistiren matris malzeme, takviye elemanı olarak ta grafen (ağ. % 0, 0.15, 0.30, 0.45, 0.60, 0.75 ve 1), aerojel (ağ.% 3, 6 ve 9) ve grafen-aerojel kullanılarak kompozitler üretilmiştir. Elde edilen kompozitlere çekme dayanımı, Shore sertlik testi, yanmazlık (LOI) testleri uygulanmıştır. Kompozitlerin mikroyapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile analiz edilmiştir. Ayrıca TG ve FTIR analizleri de yapılmıştır. Sonuçlardan grafen takviyeli kompozitlerde çekme dayanımı takviyesiz örneklerle (0.67 MPa) kıyaslandığında, maksimum çekme dayanımı ağ.%0.45 grafen içeren kompozitte ( 2.84 MPa) elde edilmiştir. Shore sertlik testi sonucunda ise ağ.%0.45 grafen için en yüksek değer (194) elde edilmiştir. Artan grafen oranıyla çekme dayanımında ve sertlik değerinde düşüş gözlenmiştir. Aerojel takviyeli kompozitlerde ise ağ.9% aerojel içeren kompozit 0.85 MPa maksimum çekme dayanımı göstermiş, Shore sertliği ise 202'ye kadar arttığı görülmüştür. Mekanik özellik olarak en iyi kompozisyon olan ağ.%0.45 grafen içeren komppozite aerojel takviyesi yapılmış ve en yüksek çekme dayanımı sonucu 3.84 MPa olarak bulunmuştur. Sertlik testinde ise bu değer 150 olarak tesbit edilmiştir. Bu kompozitlerin yanma test sonuçlarından grafen takviyeli kompozitlerde sahip olduğu yüksek termal iletkenlikten dolayı yanma oranı artmış (%5.04), aerojel takviyesiyle ise artan miktara bağlı olarak polistirene (%1.74) göre yanma oranı (%0.54) earojelin oldukça düşük termal iletkenliğinden dolayı oldukça azalmıştır. Aerojel ve grafenin birlikte olduğu kompozitlerde ise en düşük yanma oranı %1.42 olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak belli bir değere kadar grafen takviyesi mekanik özellikler üzerine olumlu etki yaparken, yanmazlık özelliklerini olumsuz etkilemiştir. Diğer taraftan optimum miktarda grafen içeren kompozisyona aerojel takviyesinin yapılması hem mekanik hemde yanmazlık konusunda polistirene göre daha yüksek sonuç vermiştir. Aerojel tek başına kullanıldığında daha çok yanmazlık özelliğinin gelişmesine katkı vermiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, polystyrene obtained from waste styrofoam, graphene (0, 0.15, 0.30, 0.45, 0.60, 0.75 and 1 wt.%), aerogel (3, 6 and 9 wt.%) and graphene-aerogel were used as matrix and reinforcement elements to fabricate composites. Tensile strenght, Shore hardness test, flammability (LOI) tests were applied to the obtained composites. The microstructures of the composites were analyzed by scanning electron microscopy (SEM). From the results, the maximum tensile strength was obtained (2.84 MPa) in the composite containing 0.45 wt.% graphene. As a result of the Shore hardness test, the highest value (194) was obtained for 0.45 wt. % of graphene. A decrease in tensile strength and hardness value were observed with increasing graphene ratio. In aerogel reinforced composites, the composite containing 9 wt. % of aerogel showed a maximum tensile strength of 0.85 MPa, and the Shore hardness increased up to 202. Aerogel reinforcement was applied to the composite containing 0.45 wt.% graphene, and the highest compressive strength was found to be 3.84 MPa. In the hardness test, this value was determined as 150. From the flammability test results of these composites, the flammability rate increased (5.04 %) due to the high thermal conductivity of the graphene, and the flammability rate of these composites decreased (0.54%) compared to the polystyrene (1.74 %) with the aerogel reinforcement, due to the very low thermal conductivity of the aerogel. In composites with aerogel-graphene, the lowest flammability rate was determined as 1.42%. As a result, while graphene reinforcement had a positive effect on mechanical properties up to a certain value, it had a negative effect on non-flammability properties. On the other hand, the addition of aerogel to the composition containing the optimum amount of graphene gave higher results than polystyrene in terms of both mechanical and non-flammability. When aerogel is used, it has contributed to the development of its non-flammability feature.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    516338

    Atık kağıtları kullanarak gürültü izolasyon malzemesi üretimi

    Production of noise isolation materials by using waste papers

    SALİH SANCAR TURAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Çevre MühendisliğiNevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERKAN ŞAHİNKAYA

  2. Tez No

    538972

    Separation of macromolecules from aqueous systems using electrospun fibers

    Elektroeğirme lifleri kullanarak makromoleküllerin sulu sistemlerden ayrılması

    TUĞBA ISIK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA MUAMMER DEMİR

    YRD. DOÇ. DR. NESRİN HORZUM POLAT

  3. Tez No

    533335

    Optimization of polymer resin systems for tubular composites

    Tübüler kompozitler için polimer reçine sistemlerinin optimizasyonu

    ELMAS ŞEYDA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ KILIÇ

  4. Tez No

    490135

    Endüstriyel atık ısı geri kazanım sistemi tekno ekonomik analizi

    Industrial waste heat recovery system techno-economic analysis

    İSMAİL KARABACAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Makine MühendisliğiHarran Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET AZMİ AKTACİR

  5. Tez No

    341631

    Isparta ve yöresindeki doğal taş ile endüstri atıklarının ısı yalıtımlı panel duvar elemanı üretiminde kullanılabilirliğinin araştırılması

    Study on usability of natural stones and industrial wastes in panel wall elements production in Isparta district

    HÜSNÜ TATLIDİL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Teknik EğitimSüleyman Demirel Üniversitesi

    Yapı Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EMRE SANCAK

Geri Dön