Enhancement of physical and mechanical properties of epoxy resins by graphene/graphene oxide additives
Epoksi reçinelerin fiziksel ve mekanik özelliklerinin grafen/grafen oksit katkıları ile geliştirilmesi
- Tez No: 783384
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ EROL YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemistry, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 130
Özet
Polimer matris kompozitlerin geliştirilmiş fiziksel, mekanik, termal, elektriksel özelliklerde üretilmesi için ara yüzey etkileşimlerinin kontrol edilmesi gereklidir. Grafen/grafen oksit (GO) katkı maddelerinin performansı, epoksinin yüzeye güçlü yapışması ve GO'nun homojen dağılımı sağlanarak geliştirilebilir. Bu çalışmada grafen ve GO katkı maddeleri içeren nanokompozitlerin modellenmesi ve simülasyonu için DGEBA (Bisfenol A diglisidil eter)/DETA (Dietilentriamin) tabanlı epoksi sistemi kullanılmıştır. Etkileşim enerjilerini ve Young Modülü değerlerini araştırmak için yoğunluk fonksiyoneli teorisi ve moleküler dinamik simülasyonları kullanılmıştır. Bu çalışmanın amacı, fonksiyonel grupların miktarının, oranının ve türünün etkileşim enerjisi ve Young Modülü üzerindeki etkisini göstermektir. Etkileşim enerjilerindeki gelişme, epoksi:sertleştirici oranı, GO üzerindeki oksijen fonksiyonel gruplarının türü ve sayısı, epoksideki dolgu maddesinin kütlece yüzdesi, GO boyutu ve hücre içindeki dağılımı kontrol edilerek incelenmiştir. Fonksiyonel grupların etkileşim enerjisini %10 oksijen oranına kadar önemli ölçüde artırdığı, ardından %18 oksijen oranına kadar çok hafif bir artış olduğu gösterilmiştir. Ancak epoksi reçine molekülündeki DETA:DGEBA oranı değiştiğinde farklı bir eğilim gözlenmiştir. GO üzerindeki düşük oksijen oranı için, artan amin grupları etkileşim enerjisini azalmaktadır. GO üzerindeki karboksilik asit ve hidroksil grupları, epoksi matrisi ile hidrojen bağlarını ve etkileşimini artırmak için önemlidir. Epoksi ve hidroksil grupları ise GO'in homojen dağılımını arttırmak için önemlidir. Epoksi zincirindeki hidroksil gruplarının, GO yüzeyi ile hidrojen bağları oluşturmak için epoksi zincirindeki amin gruplarından daha iyi performans gösterdiği belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Control of interfacial interactions is essential for the preparation of polymer matrix composites with enhanced physical, mechanical, thermal and electrical properties. The performance of the graphene and graphene oxide (GO) additives can be improved by achieving strong adhesion and uniform dispersion of GO in the epoxy matrix. In this study, modeling and simulation of DGEBA (Bisphenol A diglycidyl ether)/DETA (Diethylenetriamine) based epoxy nanocomposites containing graphene and graphene oxide (GO) additives were performed. Density functional theory and classical mechanics methods were used to investigate interaction energies and Young's Modulus values in the nanocomposite system. The objective of this study is to demonstrate the role of the amount, ratio and type of functional groups on the interaction energy and Young's modulus values. Improvement in the interaction energies was studied by controlling the epoxy:hardener ratio, type and the number of oxygen-containing functional groups on the GO, mass percentage of filler in epoxy, size of GO and dispersion in the cell. It was founded that functional groups with up to 10% oxygen coverage significantly increase interaction energy, and after there is only a slight enhancement of up to 18% oxygen. However, when DETA:DGEBA ratio in epoxy resin molecules was changed, a different trend was observed for a single layer GO. For the low oxygen ratio on GO, increasing amine groups of DETA decreases the interaction energy. Carboxylic acid and hydroxyl groups on GO are important groups for increasing the hydrogen bonds and affinity with the epoxy matrix. Epoxy and hydroxyl groups are main groups that enhance the dispersion of the GO. Hydroxyl groups in the epoxy chain perform better than the amine groups in the epoxy chain to form hydrogen bonds with GO surface.
Benzer Tezler
- Designed-in molecular interactions and cross-linking interface for superior nanocomposites: A multi-scale insight
Moleküler etkileşimlerin ve çapraz bağlanmış arayüzün üstün nanokompozit malzemeler için tasarımı:Bir çok-boyutlu anlayış
ELİF ÖZDEN YENİGÜN
Doktora
İngilizce
2013
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİH PAPİLA
- Improvement of mechanical and physical properties of polyurethane elastomer/jute fiber eco-composites by applying proper treatments to fiber surfaces
Elyaf yüzeyine uygun işlemler uygulanarak poliüretan elastomer/jut elyaf eko-kompozitlerinin mekanik ve fiziksel özelliklerinin geliştirilmesi
TUFFAHA FATHE SALEM SALEM
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Kimya MühendisliğiAtılım ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEHA TİRKEŞ
DR. ÜMİT TAYFUN
- Yeni tür poli(üretan-imid)lerin sentezi, karakterizasyonu ve fizikokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis, characterization, and investigation of physicochemical properties of new poly(urethane-imide)s
ALİ AVCI
- Analytical studies on bioactive components of natural materials
Doğal malzemelerin biyoaktif bileşenleri üzerine analitik çalışmalar
VESELİNA ADIMCILAR
Doktora
İngilizce
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA BEDİA ERİM BERKER
- Melamin ve üre reçinesi ile emprenye edilmiş atık kâğıtların HDF üretimine ilavesi ile boyutsal kararlılık ve mekanik özelliklerin iyileştirilmesi
Enhancement of dimensional stability and mechanical properties of HDF by adding waste paper are impregnated with melamine and urea resins
NAZİF ÖZGEN KUTLUATA
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Ormancılık ve Orman MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiOrman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MAHMUT GÜR