Geri Dön

Self-stratifying coatings

Kendinden tabakalanan kaplamalar

PDF İndir

  1. Tez No: 774829
  2. Yazar: ELİF ALYAMAÇ SEYDİBEYOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MARK D. SOUCEK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2009
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: The University of Akron
  10. Enstitü: Yurtdışı Enstitü
  11. Ana Bilim Dalı: Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Polimer Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 287

Özet

Başarılı kendinden tabakalanan kaplamalar iki önemli avantaj sunar. İlk olarak, tek bir işlemde iki kat uygulamanın ekonomik faydaları vardır. İkincisi, kaplamanın iki katmanı arasındaki bağ, ayrı ayrı uygulanan kaplamalar arasındakinden çok daha güçlüdür. Sonuç olarak, katlar arası yapışma başarısızlığı riski daha düşüktür. Belirli bir uygulamada kullanılmak üzere bir polimerik kaplama sistemi tasarlamak, polimer kimyasının teorik ve pratik kavramlarının kullanılmasını gerektirir. Bu tezin amacı kendinden tabakalı/gradyanlı iki fazlı bir kaplama sistemi geliştirmekti. Epoksi ve akrilikten oluşan en umut verici sistemler dikkate alındı. Araştırmanın ilk kısmı, sırasıyla son kat ve astar kat olarak işlev görecek bir dizi akrilat bazlı yüzey aktif kopolimer (faz-A) ve inorganik modifiye epoksi türevlerinin (faz-B) sentezlenmesi ve değerlendirilmesine odaklandı. Metil metakrilat, n-bütil akrilat, 2-hidroksietil metakrilat ve 2,2,2-trifloroetil metakrilat içeren bir dizi düşük, orta ve yüksek moleküler ağırlıklı kopolimer, monomer açlığı altındaki koşullar altında çözelti polimerizasyonuyla sentezlendi. Akrilat bazlı kopolimerler, FTIR, 1H, 13C ve 19F NMR ve MALDI-TOF kütle spektrometresi ile karakterize edilmiştir. Kopolimerlerin moleküler ağırlıkları ve camsı geçiş sıcaklıkları, sırasıyla Jel Geçirgenlik Kromatografisi (GPC) ve Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC) kullanılarak belirlenmiştir. Kopolimerler, ısıyla sertleşen akrilikler elde etmek için bir metillenmiş melamin formaldehit reçinesi ile çapraz bağlandı. Akrilik kaplamaların yüzey, optik, bariyer, mekanik ve viskoelastik özellikleri incelenmiştir. Akrilik yüzeydeki florlu birimlerin zenginleşmesi, dinamik temas açıları ölçülerek doğrulanmıştır. Bisfenol-A bazlı epoksi, TEOS monomerinin asidik koşullar altında su ile hidrolizi ve yoğunlaştırılması yoluyla hazırlanan doymamış yağ asidi, fosforik asit ve tetraetilortosilikat (TEOS) oligomeri ile modifiye edilmiştir. Epoksi/polisilikat sistemleri sistematik olarak karakterize edilmiştir. Hibrit sistemlerin kaplama performansı ve viskoelastik özellikleri, polisilikat içeriğinin bir fonksiyonu olarak değerlendirildi. Tuz püskürtme analizi, inorganik modifiye epoksi türevlerinin, korozyon direncini büyük ölçüde iyileştirerek ve çelik yüzeylere daha iyi yapışma sağlayarak ticari epoksi reçinesine göre gelişme sağladığını ortaya çıkarmıştır. Araştırmanın ikinci kısmı, iki fazlı bir kaplama sisteminin yarı kararlı homojen bir karışımını tabakalı bir hale dönüştüren itici güçleri araştırmaktır. Oligomer-çözücü etkileşimini karakterize etmek için Hansen'in üç boyutlu çözünürlük parametreleri kullanılmıştır. Oligomerlerin çözünürlüğü, Hansen çözünürlük parametreleri bilinen 30 farklı çözücüden oluşan bir sette değerlendirilmiştir. Oligomerler için Hansen dispersiyonunu, polar ve hidrojen bağı çözünürlük parametrelerini tahmin etmek için doğrusal olmayan kısıtlamasız bir optimizasyon tekniği önerilmiştir. Ortak bir çözücü içinde çözülmüş iki karışmaz oligomerin yarı kararlı homojen bir karışımı, ince bir film olarak uygulanmıştır. Eşzamanlı kimyasal çapraz bağlama ve çözücü buharlaştırma sırasında, kendinden tabakalı/gradyanlı iki fazlı kaplamaların oluşumu araştırılmıştır. Filmler, hava-film ve film-substrat arayüzlerinde X-ışını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS) ile değerlendirilmiştir. Akrilikteki flor ve epoksideki silikon, XPS çalışması için uygun belirteçlerdir. XPS'yi tamamlayıcı bir teknik olarak, entegre Enerji Dağılımı Spektroskopisi (EDS) içeren Çevresel Taramalı Elektron Mikroskobu (ESEM), kimyasal analiz ve kaplamaların enine kesitinde görüntüleme yoluyla tabakalaşma derecesi hakkında değerli bilgiler sağlamıştır. Akrilik fazda, düşük moleküler ağırlıklı akriliklerin kullanılması ve TEOS ile epoksinin modifiye edilmesi, net bir kendi kendine organizasyona yol açmıştır. Fazların karışmaması tabakalaşmayı kolaylaştırmıştır. Başarılı kendinden tabakalı kaplama sistemleri, uygun yüzey, viskoelastik ve kaplama özelliklerini göstermiştir. Sonuç olarak, araştırmanın umut verici sonuçları, potansiyel ticarileştirme etkilerini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Successful self-stratifying coatings offer two major advantages. First, there are the economic benefits of applying two coats in one operation. Second, the bonding between the two layers of the coating is much stronger than the one between separately applied coats. Consequently, there is a lower risk of inter-coat adhesion failure. Designing a polymeric coating system for use in a specific application requires the utilization of the theoretical as well as practical concepts of polymer chemistry. The goal of this dissertation was to develop a self-stratified/gradient two-phase coating system. The most promising systems comprised of epoxide and acrylic were taken into consideration. The first part of the research focused on synthesizing and evaluating a series of acrylate-based surface-active copolymers (phase-A), and inorganic modified epoxide derivatives (phase-B) which would function as topcoat and primer coat respectively. A series of low, medium, and high molecular weight copolymers containing methyl methacrylate, n-butyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, and 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate was synthesized by solution polymerization under monomer-starved conditions. The acrylate-based copolymers were characterized by FTIR; 1H, 13C, and 19F NMR, and MALDI-TOF mass spectrometry. The molecular weights and the glass transition temperatures of the copolymers were determined using Gel Permeation Chromatography (GPC) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The copolymers were crosslinked with a methylated melamine formaldehyde resin in order to obtain thermosetting acrylics. Surface, optical, barrier, mechanical, and viscoelastic properties of the acrylic coatings were investigated. An enrichment of fluorinated units at the acrylic surface was directly verified measuring dynamic contact angles. The bisphenol-A based epoxide was modified by unsaturated fatty acid, phosphoric acid, and tetraethylorthosilicate (TEOS) oligomer, prepared through the hydrolysis and condensation of TEOS monomer with water under acidic condition. The epoxide/polysilicate systems were systematically characterized. The coating performance and the viscoelastic properties of the hybrid systems were evaluated as a function of polysilicate content. Salt spray analysis revealed that inorganic modified epoxide derivatives provided improvement over commercial epoxide resin by substantially improving the corrosion resistance, as well as providing better adhesion to steel substrates. The second part of the research investigated the driving forces that transform a quasi-stable homogeneous mixture of a two-phase coating system into a stratified one. Hansen‟s three-dimensional solubility parameters were used to characterize oligomer-solvent interaction. The solubility of the oligomers was evaluated in a set of 30 different solvents of which Hansen solubility parameters are known. A nonlinear unconstrained optimization technique was proposed to estimate Hansen's dispersion, polar and hydrogen bonding for the oligomers. A quasi-stable homogeneous mixture of two immiscible oligomers dissolved in a common solvent was applied as a thin film. During simultaneous chemical crosslinking and solvent evaporation, the formation of self-stratified/gradient two-phase coatings was investigated. The films were evaluated via X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)on the air-film and film-substrate interfaces. The fluorine in acrylic and the silicon in epoxide were convenient markers for the XPS study. As a complementary technique to the XPS, Environmental Scanning Electron Microscopy (ESEM) with integrated Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) provided valuable information on the degree of stratification via chemical analysis and imaging on the cross-section of the coatings. It was found that increasing the fluorine content in acrylic phase, using low molecular weight acrylics, and modifying epoxide with TEOS led to a clear self-organization. Immiscibility of the phases facilitated the stratification. Successful self-stratified coating systems illustrated favorable surface, viscoelastic, and coating properties. As a conclusion, the promising results of the research show potential commercialization implications.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    431269

    TIMSS 2011 fen uygulamasında cinsiyete göre farklılaşan madde fonksiyonunu madde, öğrenci ve okul düzeyinde açıklayan değişkenler

    The factors explaining the differential item functioning at item, student and school levels in the administration of TIMSS 2011 science test according to gender

    SEHER YALÇIN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Eğitim ve ÖğretimAnkara Üniversitesi

    Ölçme ve Değerlendirme Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EZEL TAVŞANCIL

  2. Tez No

    81368

    Self-with-other representation in intimate relationship

    Yakın ilişkilerde ilişki içindeki benlik temsili

    NAFİ MİTRANİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    PsikolojiBoğaziçi Üniversitesi

    Psikoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLER FİŞEK

  3. Tez No

    81371

    Self-disclosure as a function of psychological-gender and its effects on psychological well being: A Turkish sample

    Psikolojik cinsiyet ve psikolojik hoşnutluğun kendini anlatma üzerindeki etkisi: Bir Türk örneklemi

    HANDE ESLEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    PsikolojiBoğaziçi Üniversitesi

    Psikoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DİANE SUNAR

  4. Tez No

    81945

    Self servis düzenine bağlı zincir fast food restoranların yemek salonu iç mekan biçimlenmesine bir yaklaşım

    An Oppaach to the interior formation of the dining area of the chain fast food restaurants related to the self servis system

    ÖZLEM TÜLİN DURSUN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    İç Mimari ve DekorasyonHacettepe Üniversitesi

    İç Mimarlık ve Çevre Tasarımı Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MESUT ÇELİK

  5. Tez No

    82158

    Self-concept and physical self-perception differences between active wheelchair basketball players and non-active disabled male adults

    Tekerlekli sandalye basketbolu oynayan ile fiziksel olarak aktif olmayan erişkin engellilerin arasındaki benlik algısı ve fiziksel olarak kendilerini algılama farkı

    BAŞAK ERDEM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    SporOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Beden Eğitimi ve Spor Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SETTAR KOÇAK

Geri Dön