Geri Dön

Grafitik karbon nitrür/ polivinil alkol kompozitlerinin mekanik, termal ve optik özelliklerinin incelenmesi

Investigation of mechanical, thermal and optical properties of graphitic carbon nitride/ polyvinyl alcohol composites

  1. Tez No: 857730
  2. Yazar: ESRA TARI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZLEM YAZICI, DR. ÖĞR. ÜYESİ VOLKAN UĞRAŞKAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemistry, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Fizikokimya Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 50

Özet

Poli (vinil alkol) (PVA), mükemmel kimyasal ve ısıl dirence, düşük gaz geçirgenliğine, iyi film özelliklerine, iyi optik ve fiziksel özelliklere sahip, biyolojik olarak parçalanabilen ve biyouyumlu bir polimerdir. PVA, hidroksil grubu açısından zengin bileşimi sayesinde hidrofilik ve suda dağılabilir özelliktedir. PVA; medikal uygulamalarda, gıda paketlemesinde ve daha pek çok alanda çeşitli kullanım alanlarına sahiptir. Termal kararlılık ve bariyer özelliklerine sahip dayanıklı, dövülebilir, şeffaf filmlere artan bir ihtiyaç olduğundan, PVA bazlı kompozitlerin önemi özellikle gıda paketleme sektöründe artmaktadır. Uygun inorganik veya organik katkılarla kompozitler hazırlamak, PVA için istenen nitelikleri elde etmenin etkili bir yoludur. 2D malzemeler arasında grafitik karbon nitrür (GCN), sentez ve işlevselleştirme kolaylığı, fizikokimyasal kararlılığı, ayarlanabilir bant aralığı ve ihmal edilebilir toksisitesi nedeniyle büyük ilgi görmüştür. GCN'nin takviye malzemesi olarak kullanıldığında çeşitli polimerlerin mekanik özelliklerini iyileştirdiği gösterilmiştir. Bu çalışmada, yüzeyi oksitlenmiş GCN (GCN-o) ile farklı oranlarda katkılandırılarak hazırlanmış PVA matrisli kompozitlerin mekanik, termal ve optik özellikleri incelenmiştir. İlk olarak, GCN sentezlenip, katmanlarına ayrılmış ve ardından yüzeyi oksitlenmiştir. Kütlece %0,5, %1, %2, %3, %4 ve %5 oranında GCN-o içeren kompozitler hazırlanmıştır. Kompozitler XRD, SEM, FTIR-ATR, UV-vis analizleri ile karakterize edilmiştir. Ayrıca, mekanik testler ile kompozit numunelerin çekme dayanımı ve kopma uzaması değerleri belirlenmiştir. Çalışmalar sonucunda, GCN-o ve PVA matrisi arasındaki artan arayüzey etkileşimi nedeniyle GCN-o, mekanik özellikleri geliştirmek için takviye edici bir dolgu maddesi görevi görmüştür. PVA/GCN-o kompozitleri sırasıyla 52,5 MPa çekme dayanımına ve 7,27 GPa çekme modülüne ulaşabildi. Optik çalışmalar, saf PVA'nın enerji bant genişliğinin %5 GCN-o eklenmesiyle 4,983 eV'den 3,813 eV'ye düştüğünü göstermiştir.

Özet (Çeviri)

Poly (vinyl alcohol) (PVA) is a biodegradable and biocompatible polymer that has excellent chemical and heat resistance, low gas permeability, good film formation, nontoxicity, and good optical and physical characteristics. PVA is very hydrophilic and dispersible in water owing to its hydroxyl group-rich composition. It has several applications in healthcare settings, film production, food packaging, and many more. The relevance of PVA-based composites is growing, particularly in the food packaging sector, since there is an increasing need for durable, malleable, transparent films with thermal stability and barrier features. Combining with the appropriate inorganic, or organic nanofillers is an efficient way to get the desired qualities for PVA. Among the 2D materials, graphitic carbon nitride (GCN) has received great attention due to its ease of synthesis and functionalization, physicochemical stability, tunable band gap, and negligible toxicity. GCN has been shown to improve the mechanical properties of various polymers when used as a reinforcing material. In this study, the mechanical, thermal and optical properties of PVA matrix composites prepared by doping with surface oxidized GCN (GCN-o) at different rates were investigated. First, GCN was synthesized and delaminated, and then its surface was oxidized. Composites containing 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4% and 5% by mass of GCN-o were prepared. Composites were characterized by XRD, SEM, FTIR-ATR, UV-vis analyses. In addition, tensile strength and elongation at break values of composite samples were determined by mechanical tests. As a result of the studies, because of the increasing interfacial interaction between GCN-o and the PVA matrix, GCN-o acted as a reinforcing filler to enhance the mechanical properties. PVA/GCN-o composites could reach 52.5 MPa tensile strength and 7.27 GPa tensile modulus, respectively. Optical studies showed that the energy bandwidth of the pristine PVA reduced from 4.983 eV to 3.813 eV with the addition of 5% GCN-o.

Benzer Tezler

  1. Development of highly efficient platinum nanocatalysts for the dehydrogenation of ammonia borane via rational design of graphitic carbon nitride-based heterojunction photocatalysts

    Grafitik karbon nitrür temelli heteroeklem fotokatalizör tasarımları ile amonyak boranın dehidrojenlenmesinde etkinliği yüksek platin nanokatalizörlerinin geliştirilmesi

    MERVE AKSOY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    EnerjiKoç Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÖNDER METİN

  2. Grafitik karbon nitrür / SiO2 kompozit destekli geçiş metal nanokümeleri: Sentezi, tanımlanması ve amonyak boranın metanoliz tepkimesindeki katalitik uygulaması

    Graphitic carbon nitride / SiO2 composıte assisted metal nanocumes: Synthesis, identification and catalytic applicatıon of ammonia borane in methanolysis reaction

    BÜLENT YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    EnerjiVan Yüzüncü Yıl Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ZAHMAKIRAN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ METİN ÇELEBİ

  3. Investigation of the catalyst behavior of graphitic-carbon-nitride in the reduction reactions of nitro compounds and the degradation of halogenated compounds in aqueous solution

    Nitro bileşiklerin indirgenme tepkimelerinde ve sulu çözelti içindeki halojenli bileşiklerin bozunmasında grafitik-karbon-nitrürün katalizör davranışınınincelenmesi

    INAM ABDULRAHMAN HANOON HANOON

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    KimyaBolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZDEMİR ÖZARSLAN

  4. Grafitik karbon nitrür ve bor nitrür içeren kompozit yapıların hazırlanması; çevre ve enerji uygulamaları

    Preparation of composite structures containing graphitic carbon nitride and hexagonal boron nitride; environmental and energy applications

    BUSE SERT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    EnerjiTarsus Üniversitesi

    Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KASIM OCAKOĞLU

  5. Polianilin /g-C3N4 kompozitinin sentezi, karakterizasyonu ve termal bozunma kinetiğinin incelenmesi

    Synthesis, characterization and investigation of thermal degradation kinetics of polyaniline /g-C3N4 composite

    ELİF TURAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Kimya MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HATİCE BAYRAKÇEKEN