Surface modification of 3D printed polylactic acid objects
3D baskılı polilaktik asit objelerinin yüzey modifikasyonu
- Tez No: 769593
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSNÜ YILDIRIM ERBİL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
Bu çalışmada, 3D yazıcılarda kullanılan biyopolimer filament olan polilaktik asit (PLA) kullanılarak suyu iten (süperhidrofobik, SH) PLA yüzeyler elde edilmiştir. Bu amaçla, faz ayrımı, silan kaplama, litografi ve kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemleri kullanılmıştır. Faz ayrımı yönteminde, PLA için çözücü ve çöktürücü çiftleri Hansen çözünürlüklerine göre seçildi ve hazırlanan polimer çözeltisine düzleştirilmiş PLA plakayı daldırma yöntemiyle kaplama yapıldı, ancak bu yöntemle SH kaplama elde edilemedi. Silan kaplama yönteminde ise 3- aminopropiltrietoksisilan'ın (APTES), etanol içerisinde çözülerek hazırlanan çözeltiye düz PLA daldırılması yapıldı ve ardından bunun üzerinde n-propiltriklorosilan kullanılarak (NPTS) gaz fazında filament büyütme işlemi uygulandı. Bu yöntemle, hem düz PLA, hem de APTES'le modifiye edilmiş düz PLA örneklerden SH-PLA yüzeyler elde edildi. Öte yandan, en başarılı sonuçlar fotolitografi, soft-litografi ve CVD yöntemlerinin kombine olarak kullanılmasıyla elde edildi. Bu yöntemde öncelikle krom maske tasarlandı ve yazdırıldı. Farklı çap ve aralık değerlerine sahip 12 mikro-desen çalışıldı. Krom maskeden fotolitografiyle poliepoksi (SU-8) kalıplar üretildi. Bu kalıp üzerine polidimetilsiloksan (PDMS) dökülerek yumuşak negatif kalıplar elde edildi. Düzleştirilmiş ince PLA levhalar, sıcak presleme ile PDMS kalıplara basılarak 12 farklı PLA mikro-desen elde edildi ancak bunların temas açıları 150o den küçük çıktı. Bu desenler üzerine, CVD yöntemiyle dimetildiklorosilan (DMDCS), NPTS ve (Tridekafloro-1,1,2,2-tetrahidrooktil) triklorosilan (TDFS) gaz fazında kaplanarak en az 6 ay dayanıklı olan SH-PLA yüzeyler elde edildi. Bu yüzeylerin karakterizasyonu için ilerleyen, gerileyen ve görünür temas açısı ölçümleri ve temas açısı karmaşası analizi yapıldı, optik mikroskop ve bazı örnekler için de taramalı elektron mikroskopi (SEM) görüntüleri çekildi, mikro desenlerin temas açısı sonuçlarına etkisi ve nedenleri tartışıldı.
Özet (Çeviri)
In this study, superhydrophobic (SH) surfaces were obtained from biopolymer polylactic acid (PLA) used in 3D printers. Phase separation, coating with silanes, lithographical patterning and subsequent hydrophobization with chemical vapor deposition (CVD) methods were investigated. In the“phase separation”method, Hansen solubility parameters were used to select suitable solvent/non-solvent pairs for PLA and flattened PLA sheets were dip-coated without success to obtain SH surfaces. In the“coating with silanes”method, 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) solution in ethanol was used to coat flat PLA by dipping and filament growth in the gas phase was applied afterwards using n-propyltrichlorosilane (NPTS). Successful SH-PLA samples were obtained on both uncoated and APTES-modified PLA samples with this method. However, the best SH-PLA results were achieved with the combined use of photolithography, soft-lithography and CVD methods. 12 micro-pattern polyepoxy (SU-8) molds with different diameter and pillar distances were prepared by photolithography using chrome masks and then negative soft-molds were obtained by pouring polydimethylsiloxane (PDMS) on these SU-8 molds. Afterwards, flattened thin PLA sheets were heat-pressed onto these PDMS molds and micropatterned PLA samples were obtained where contact angles were less than 150o. Then, dimethyldichlorosilane (DMDCS), NPTS and (Tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) trichlorosilane (TDFS) coating were formed on these PLA micropatterns via gas phase CVD method giving successful SH-PLA samples which were stable for at least 6 months. The effects of micropatterns on advancing, receding, apparent water contact angles and contact angle hysteresis on these SH-PLA surfaces were discussed in comparison with optical and scanning electron microscopy images.
Benzer Tezler
- Comparison of naproxen-loaded zeolitic imidazolate frameworks (ZIF) and halloysite nanotube-zif composites with 3D printed PLA embedded in gelatin hydrogel
Naproksen yüklü ZİF'ı̇n ve hnt- zıf'in kompozit jelatin hı̇drojele gömülü 3D baskılı PLA'nın karşılaştırılması
REYHAN ÇETİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ
DOÇ. DR. ÖZGÜL GÖK ÖZATAY
- Stronsiyum-nano zeolit A ile desenlenmiş üç boyut baskılı poli(laktik asit) kemik doku iskelelerinin geliştirilmesi
Development of strontium-nano zeolite A patterned three dimensional printed poly(lactic acid) bone tissue scaffolds
GÜRKAN TİRYAKİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EDA AYŞE AKSOY
DOÇ. DR. SEDAT ODABAŞ
- Novel 3D composite polymeric scaffolds for tissue engineering
Doku mühendisliği için özgün 3 boyutlu kompozit polimerik iskele yapıları
İPEK ATAY
Doktora
İngilizce
2022
Mühendislik BilimleriKoç ÜniversitesiBiyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSKENDER YILGÖR
- 3D yazıcı ile üretilmiş bir polieter eter keton (PEEK) materyaline uygulanan farklı yüzey işlemlerinin bağlantı kuvvetine etkisi
The effect of different surface treatments on the bonding strength of a 3D-printed polyether ether ketone (PEEK) material
GİZEM ÖZCAN
Diş Hekimliği Uzmanlık
Türkçe
2023
Diş HekimliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. IŞIN KÜRKÇÜOĞLU
- Nanopartikül ilavesinin farklı protez kaide rezinlerinin mekanik ve fiziksel özelliklerine etkisinin değerlendirilmesi
Evaluation of the effect of nanoparticle addition on the mechanical and physical properties of different denture base resins
BEŞAR İZZETAĞA
Doktora
Türkçe
2024
Diş HekimliğiZonguldak Bülent Ecevit ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GAYE SAĞLAM