Geri Dön

Grafen nanotüp ve cam elyafla güçlendirilmiş LED ile kürlenen polyester kompozit üretiminin araştırılması

Investigation of production of glass fiber and graphene nanotube reinforced LED curing polyester composite

PDF İndir

  1. Tez No: 818529
  2. Yazar: AZİME SUBAŞI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET EMİROĞLU, DOÇ. DR. AHMET DEMİR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Mühendislik Bilimleri, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Engineering Sciences, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Düzce Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Disiplinlerarası Kompozit Malzeme Teknolojileri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 173

Özet

Gelişen teknoloji ve sanayileşme, yeni malzemelerin keşfedilmesine ve geliştirilmesine neden olmuş, yüksek mekanik, fiziksel özelliklerin yanında yüksek korozyon direnci, sertlik, sıcaklık, hafiflik ve elektrik iletkenliği gibi özelliklere sahip olan kompozitlerin üretilmesine olanak sağlamıştır. Polimer kompozit üretiminde cam veya karbon elyaf takviyesi yanında özellikle son yıllarda nano partikül katkılı kompozitlerin üretimi önemli ölçüde artmıştır. Bu kapsamda son yıllarda Grafen Nanotüp (GNT)'ler iyi sertlik, olağanüstü dayanım, elektriksel özellikleri, mükemmel optik, ultra düşük ağırlık ve termal özellikleri nedeniyle araştırmacıların ilgisini çekmiştir. Işık Yayan Diyot (LED) ile kürlenen polimer teknolojisi belirli alanlarda kullanılmasına rağmen mühendislik uygulamalarında kullanımı çok yeni bir konudur. Fotobaşlatıcı içeren polimer matrisler belirli bir dalga boyundaki LED ışığı altında hızla sertleşmeye olanak tanımaktadır. Böylece, kompozit üretim hızları artmakta ve tehlikeli madde sınıfında olan peroksitlerin kullanımını azaltılabilmektedir. Ayrıca, LED ışığı altında polimerleşme yüzeyden başladığı için üretim sürecinde açığa çıkan stiren emisyonlarının önemli miktarda azaltılması sağlanabilmektedir. Çalışmada matris malzemesi olarak foto başlatıcı içeren LED ile kürlenen polyester reçinesi (LED-PE), takviye elamanı olarak cam elyafı ve tek duvarlı karbon nanotüp olarak bilinen grafen nanotüp (GNT) kullanılmıştır. Kompozit üretiminde takviye malzemesi olarak dokuma cam elyafı ve %0, %0,001 , %0,003, %0,005, %0,01 ve %0,015 oranlarında GNT katılmıştır. Bu oranlara sahip GNT katkılı LED-PE kompozit ve cam elyaf dokuma takviyeli GNT'li LED-PE kompozit olmak üzere iki grup kompozit üretilerak deneyler gerçekleştirilmiştir. Sertleşmemiş reçine özellikleri için jelleşme süresi, jelleşme sıcaklığı, pik ekzoterm ve kürlenme sıcaklığı ile vizkozite ve reolojik özellikleri incelenmiştir. Üretilen GNT'li LED-PE kompozitler üzerinde ise eğilme dayanımı, çekme dayanımı, elastikiyet modülü, elastik limit, uzama yüzdesi, basınç dayanımı, Shore-D sertliği, darbe dayanımı, termal iletkenlik deneyleri ile empedans spektroskopisi, SEM, FT-IR ve TGA analizleri uygulanmıştır. Sonuç olarak; endüstriyel uygulamalarda kullanılabilecek LED ile kürlenen Polyester matrisli, cam elyaf ve GNT takviyeli üstün mekanik, fiziksel ve elektriksel özelliklere sahip yüksek performanslı polimer kompozit üretimi gerçekleştirilmiştir.

Özet (Çeviri)

Developing technology and industrialization have led to the discovery and development of new materials, enabling the production of composites with high mechanical and physical properties as well as high corrosion resistance, hardness, temperature, lightness and electrical conductivity. In addition to glass or carbon fiber reinforcement in polymer composite production, the production of nanoparticle added composites has increased significantly in recent years. In this context, Graphene Nanotubes (GNT) have attracted the attention of researchers in recent years due to their good hardness, outstanding strength, electrical properties, excellent optics, ultra-low weight and thermal properties. Although polymer technology cured with Light Emitting Diode (LED) is used in certain areas, its use in engineering applications is a very new subject. Photoinitiator-containing polymer matrices allow rapid curing under LED light of a certain wavelength. Thus, composite production rates increase and the use of peroxides, which are in the dangerous substance class, can be reduced. In addition, since the polymerization starts from the surface under LED light, a significant reduction in styrene emissions during the production process can be achieved. In the study, LED-cured polyester resin (LED-PE) containing photoinitiator was used as matrix material, glass fiber as reinforcement and graphene nanotube (GNT), known as single-walled carbon nanotube. Woven glass fiber and GNT at the rates of 0%, 0.001%, 0.003%, 0.005%, 0.01%, and 0.015% were added as reinforcement material in the composite production. Experiments were carried out by producing two groups of composites, GNT added LED-PE composite and glass fiber woven reinforced GNT LED-PE composite with these ratios. Gelling time, gelling temperature, peak exotherm and curing temperature, viscosity and rheological properties were investigated for uncured resin properties. On the LED-PE composites with GNT produced, flexural strength, tensile strength, modulus of elasticity, elastic limit, elongation percentage, compressive strength, Shore-D hardness, impact strength, thermal conductivity tests and impedance spectroscopy, SEM, FT-IR and TGA analyzes were applied. In conclusion; High-performance polymer composite with LED-cured Polyester matrix, glass fiber and GNT reinforcement with superior mechanical, physical and electrical properties that can be used in industrial applications has been produced.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    723063

    Development of new generation, high performance polypropylene composites

    Yeni nesil, yüksek performanslı polipropilen kompozitlerin geliştirilmesi

    ORKUN KAYMAKÇI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURSELİ UYANIK

  2. Tez No

    421269

    Fabrication, characterization and antibacterial performances of nanocomposite polysulfone membranes including graphene oxide nanoparticles

    Grafen oksit nanoparçacıklarını içeren nanokompozit polisulfon membranların üretimi, karakterizasyon ve antibakteriyel performansları

    NURMİRAY YILMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU

  3. Tez No

    874190

    Experimental and numerical investigation of electrohydrodynamic based active micromixer

    Elektro-hidrodinamik aktif mikrokarıştırıcıların deneysel ve nümerik incelenmesi

    İREM BAHAR GÜL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEVENT TRABZON

  4. Tez No

    472844

    Film formation, morphological, optical and electrical percolation behaviors of PS/MWCNT and PS/GO nanocomposite films

    PS/MWCNT and PS/GO nanokompozit filmlerinin film oluşum, morfolojik, optiksel ve elektriksel perkolasyon davranışları

    BARIŞ DEMİRBAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ŞAZİYE UĞUR

  5. Tez No

    416862

    Fabrication of single-walled carbon nanotube transparent conductive thin films

    Geçirgen ve iletken tek duvarlı karbon nanotüp ince filmlerin hazırlanması

    FATMA ÇOLAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN YAVUZ

Geri Dön