Design and characterization of aromatic thermosettingcopolyester resin for polymer matrix nanocomposites
Aromatik termosetin tasarımı ve karakterizasyonupolimer matrisli nanokompozitler için kopoliester reçine
- Tez No: 783108
- Danışmanlar: PROF. DR. IWONA JASIUK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: University of Illinois at Urbana-Champaign
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 377
Özet
Bu çalışma, çok işlevli polimer nanokompozitin gelişimini sunmaktadır. çeşitli formlarla zenginleştirilmiş aromatik ısıyla sertleşen kopolyester reçine kullanan sistemler nano doldurucu parçacıklar Öncü oligomerlerin moleküler ağırlığı ve çapraz bağlanma işlevselliği yoğuşma polimerizasyon reaksiyonu sırasında kendiliğinden oluşan köpük morfolojilerinin termal-mekanik özelliklerini düzenler. Alüminyum köpük katmanlı aromatik ısıyla sertleşen kopolyester köpük Sandviç yapılar, olağanüstü darbe enerjisi emme özellikleri sergiler. Homojen dağılmış karbonlu içeren yüksek performanslı nanokompozit köpükler nanoparçacıklar, son teknoloji yapılandırmalardan daha iyi performans gösteren önemli ölçüde geliştirilmiş termofiziksel özellikler gösterir. Periyodik olarak işlevselleştirilmiş, kendi kendine monte edilen şiş-kebap yapıları gelişir. bir epitaksiyel kademeli büyüme yoluyla aromatik reçine daldırma kaplı grafen fiber sistemi içinde polimerizasyon işlemi. Grafen nanoplatelet parçacıkları öncü oligomerlerle eşlenik elektriksel olarak süzülmüş ağ alanlarını oluşturan yerinde polimerizasyon işlemi sırasında nanokompozit yapılar için kontrol edilebilir iletkenlik sağlar. Arayüz eki karbonlu parçacıklar arasındaki mekanizma, oksijen taşıyan fonksiyonel gruplar aracılığıyla gerçekleşir. Kürleşmeyi ilerleten çapraz bağlama polimer ağı ile kovalent bağ kurar ve değiştirir cam geçiş bölgesi özellikleri. Aromatik reçine bir ara yüzey sıvısı oluşturur benzersiz bir şekilde sergileyen grafen nanoplateletler etrafındaki kristalin mezofaz alanı şekil hafıza etkisi ile termal olarak tersine çevrilebilir özellik. Kendinden ışıldayan dielektrik silikon nanoparçacıklar aromatik matriks içinde özelliklerini kaybetmeden homojen bir şekilde dağılır. lüminesan özellikler veya polimer ağının kimyasal konfigürasyonunun bozulması. bu düzgün ve nanokompozit yapılar, aşağıdaki fiziksel ve kimyasal özelliklerini korur:agresif çevresel yaşlanma koşullarına doğrudan maruz kalma. Biyoaktif nano doldurucu parçacıklar Güçlendirilmiş biyonanokompozitler, yeniden yapılandırılabilir bir kemik replasman malzemesi olarak umut vaat ediyor. nanopartiküller ile hangi arayüz bağlantısı deformasyona daha fazla toleranslı nanokompozit sağlar matris. Aromatik reçine, yüksek sıcaklıkta etkinleştirilen katı hal dinamik kovalentini karşılayabilir iki benzer yüzey arasında tersinir bir bağ sağlayan bağ değişim reaksiyonu derin uzay görevleri için çok işlevli, yeniden yapılandırılabilir uzay içi mimariler geliştirme planı. Bağlama/bağ açma mekanizması, ağırlıklı olarak 50 defadan fazla tekrarlanan döngüler gösterir. için gerekli olan yüksek cam geçiş sıcaklığı ve bağlanma mukavemeti ile birlikte kohezif başarısızlık ilgili uygulama gereksinimleri. Katı hal bağlama konsepti, birleştirmek için de kullanılabilir. kalıcı olarak benzer/benzer olmayan polimer kompozitler ve metal eşyalar. Kontrollü süreç yoluyla zaman, sıcaklık ve basınç, aromatik reçine uygulanabilir nispeten yüksek bağlanma kuvvetleri gösterir. kriyojenik sıcaklıklardan yüksek sıcaklıklara. Yapıştırma yaklaşımı şu amaçlarla kullanılabilir: ek birleştirme gerektirmeden uzay aracı için hafif gövde yapıları üretin mekanizmalar. Covetics, yerinde ark oluşturan yeni bir karbon-metal nanomalzeme sınıfıdır. üretim sırasındaki deşarj, şekilsiz hale dönüşen bir kimyasal dönüşüm reaksiyonunu indükler ile intermetalik bir kovalent bağ oluşturan kristalin bir grafit yapıya karbon ana metal matrisi. Covetics, kendileriyle karşılaştırıldığında gelişmiş termofiziksel özellikler sergiler. ana metaller. Açgözlülük üzerine kapsamlı bir literatür taraması sunuyoruz. Alüminyum tutkunları karbon içermeyen ana malzemeye göre önemli ölçüde geliştirilmiş korozyon potansiyeli gösterir katma. Alüminyumun hem sertliği hem de basınç dayanımı karbon ile eştir eklendi ayrıca geliştirildi. Covetics fabrikasyon koşulları sırasında karbon partikülleri gözlenen değişikliklere katkıda bulunan içsel ikincil fazlar üzerindeki yapısal değişiklikler korozyon davranışında ve mekanik özelliklerde iyileşme.
Özet (Çeviri)
This study presents the development of multifunctional polymer nanocomposite systems utilizing aromatic thermosetting copolyester resin enriched with various forms of nanofiller particles. The molecular weight and crosslinking functionality of precursor oligomers during condensation polymerization reaction regulate thermal-mechanical properties of selfgenerated foam morphologies. Aluminum foam layered aromatic thermosetting copolyester foam sandwich structures demonstrate outstanding impact energy absorption characteristics. Highperformance nanocomposite foams, incorporating homogenously distributed carbonaceous nanoparticles, display significantly improved thermophysical properties that outperform state-ofthe-art configurations. Periodically-functionalized self-assembled shish-kebab structures develop within an aromatic resin dip-coated graphene fiber system through an epitaxial step-growth polymerization process. Graphene nanoplatelet particles conjugate with precursor oligomers during in situ polymerization process forming electrically percolated network domains which enable controllable conductivity for nanocomposite structures. The interfacial attachment mechanism between carbonaceous particles occurs via oxygen-bearing functional groups, which establishes covalent bonding with cure advancing crosslinking polymer network and modifies the glass transition region characteristics. The aromatic resin forms an interfacial liquid crystalline mesophase domain around graphene nanoplatelets, which uniquely displays a thermally reversible characteristic with shape memory effect. Self-luminescent dielectric silicon nanoparticles homogenously disperse into the aromatic matrix without neither losing their luminescent properties nor deteriorating chemical configuration of the polymer network. The neat and nanocomposite structures preserve their physical and chemical properties following direct exposure to aggressive environmental aging conditions. Bioactive nanofiller particles reinforced bionanocomposites hold a promise as a reconfigurable bone replacement material, for which interfacial coupling with nanoparticles enables more deformation tolerant nanocomposite matrix. The aromatic resin can afford high-temperature enabled solid-state dynamic covalent bond exchange reaction between two similar surfaces, which enables a reversible bonding scheme to develop multifunctional reconfigurable in-space architectures for deep-space missions. The bonding/debonding mechanism displays >50 times repeated cycles through predominantly cohesive failure along with high glass transition temperature and bonding strength required for relevant application requirements. The solid-state bonding concept can also be utilized to join similar/dissimilar polymer composites and metal articles permanently. Via controlled process time, temperature and pressure, aromatic resin displays relatively high bonding strengths viable from cryogenic temperatures to elevated temperatures. The bonding approach can be utilized to produce lightweight fuselage structures for spacecraft without necessitating additional joining mechanisms. Covetics are a novel class of carbon-metal nanomaterials for which in situ generated arc discharge during fabrication induces a chemical conversion reaction converting amorphous carbon to a crystalline graphitic structure which forms an intermetallic covalent bonding with host metal matrix. The covetics exhibit improved thermophysical properties as compared to their parent metals. We provide a comprehensive literature review on the covetics. Aluminum covetics demonstrate significantly improved corrosion potential relative to parent material with no carbon added. Both the hardness and the compressive strength of the aluminum covetic with carbon added are also improved. The carbon particles during covetics fabrication conditions induce structural modifications on intrinsic secondary phases which contribute to the observed changes in corrosion behavior and improvement in mechanical properties.
Benzer Tezler
- Bazı çevresel kirleticilerin katalitik indirgenmesi için kitosan/NiO mikroküreler üzerinde desteklenen paladyum nano-katalizörün tasarımı ve karakterizasyonu
Design and characterization of palladium nano-catalyst supported on chitosan/NiO mlcrospheres for catalytlc reduction of some environmental pollutants
AFİFE NUR EROĞLAN
- Pirazol türevi bileşiklerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of pyrazole derivatives
ŞAFAK OLUR
- Investigation of effect of bitumen chemical composition, polymer and warm mix asphalt additives on the properties of bitumen by using response surface method
Bitüm kimyasal içeriği, polimer ve ılık karışım asfalt katkılarının bitüm özellikleri üzerine etkisinin tepki yüzeyi yöntemiyle incelenmesi
EMEL BAŞKENT
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA HULUSİ ÖZKUL
- Preparation and characterization of polybenzoxazine involving various additives
Çeşitli katkı maddeleri içeren polibenzoksazinin hazırlanması ve karakterizasyonu
AYŞEGÜL HİSAR TELLİ
Doktora
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. JALE HACALOĞLU
PROF. DR. NECATİ ÖZKAN
- Kozmetikte kullanılacak doğal uçucu yağlar içeren esansın geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of essence containing natural essential oils to be used in cosmetics
ARTEM STRELNIKOV
