Geri Dön

İletken polimer kompozitlerin üretimi ve iletkenlik özelliklerinin araştırılması

Production of conductive polymer composites and investigation of conductivity properties

PDF İndir

  1. Tez No: 858596
  2. Yazar: DİLRUBA ZÜMER CALBAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AYŞEGÜL ÜLKÜ METİN, DOÇ. DR. ZÜHTÜ ONUR PEHLİVANLI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Polymer Science and Technology, Defense and Defense Technologies
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Kırıkkale Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 88

Özet

Günümüzde, otomotiv, savuma, havacılık gibi önemli alanlardaki çalışmalarda sıklıkla metal matrisli malzemeler kullanılmaktadır. Bununla birlikte, bu malzemeler yerine hafif, dayanıklılığı yüksek ve aynı zamanda da kararlı ve düşük maliyetli ürünlere yönelik ihtiyaç giderek artmıştır. Özellikle, elektiriksel ya da ısıl iletkenliğe sahip polimer kompozitlerin kullanımıyla ilgili çalışmalar son yıllarda daha ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında metal katkılı, bor nitrür (BN) temelli iletken polimer kompozitlerin üretilmesi ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde, Cu (II) iyonları, modifiye edilmiş BN üzerine immobilize edilmiş ve L-askorbik asit ile indirgenmiştir (BN@Cu). Ardından başlatıcı olarak amonyum persülfat kullanılarak anilinin kimyasal polimerizasyonu gerçekleştirilmiş ve BN temelli nanokompozit partiküller üretilmiştir (BN@Cu/PANI). XRD (X-ışını kırınımı), FTIR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi), SEM (Taramalı Elektron Mikroskopisi) ve TEM/EDXS (Geçirimli Elektron Mikroskopisi/Enerji Dağılımlı X-ışını Spektroskopisi) analizleri ile BN@Cu/PANI yapısal ve morfolojik özellikleri aydınlatılmıştır. BN@Cu/PANI nanokompozitinin DC elektrik iletkenliği (0,567 S/cm), PANI (0,167 S/cm) ve BN@Cu'dan (0,077 S/cm) daha yüksek olduğu belirlenmiştir. BN@Cu ve BN@Cu/PANI'nin ısıl iletkenliği ise sırasıyla 0,626 ve 0,444 W/mK olarak ölçülmüştür. Çalışmanın ikinci bölümünde ise, BN@Cu/PANI (w/w, % 1, 5, 10 ve 20) takviyeli Poliakrilonitril (PAN) kompozit nanolifler elektroeğirme yöntemi ile üretildi ve liflerin fiziko-kimyasal özellikleri, nanokompozit partiküllere benzer olarak FTIR ve TGA/DTA gibi teknikler kullanılarak belirlendi. Morfolojik özellikleri, SEM-EDS ile aydınlatıldı ve kompozit nanoliflerin düzgün lif yapısına ve PAN içinde homojen BN@Cu/PANI dağılımına sahip olduğunu görüldü. DC elektriksel iletkenlik ve ısıl iletkenlik analizleri BN@Cu/PANI takviyeli PAN nanolifler, ağırlıkça % 10BN@Cu/PANI takviyesinde nanoliflerin özgül ısı kapasitesinde 2 kat azalma ve elektrik iletkenliğinde 50 kat artış olduğu belirlendi.

Özet (Çeviri)

Metal matrix materials find extensive applications in crucial sectors such as automotive, defense, and aerospace. However, there is a growing demand for lightweight, exceptionally durable, stable, and cost-effective alternatives. Recent focus has shifted towards exploring polymer composites with enhanced electrical or thermal conductivity. This research aims to create conducting polymer composites based on metal-doped boron nitride (BN) and examine their electrical properties. The initial phase involves immobilizing Cu (II) ions on modified BN, which are then reduced with L-ascorbic acid (BN@Cu). Subsequently, aniline is synthesized using ammonium persulfate as an initiator, producing BN-based nanocomposite particles (BN@Cu/PANI). The structural and morphological properties of BN@Cu/PANI are characterized through XRD, FTIR, SEM, and TEM/EDXS analysis. The DC electrical conductivity of BN@Cu/PANI nanocomposite (0.567 S/cm) surpasses that of PANI (0.167 S/cm) and BN@Cu (0.077 S/cm). The thermal conductivity of BN@Cu and BN@Cu/PANI is measured at 0.626 and 0.444 W/mK, respectively. In the subsequent phase of the study, polyacrylonitrile (PAN) composite nanofibers reinforced with BN@Cu/PANI (w/w, 1 %, 5, 10, and 20 %) are produced using the electrospinning method. The physicochemical properties of the fibers are determined using techniques like FTIR and TGA/DTA, mirroring the characterization of nanocomposite particles. SEM-EDS analysis reveals the morphological properties, confirming a uniform fiber structure and homogeneous BN@Cu/PANI distribution in PAN. DC electrical conductivity and thermal conductivity analyses of BN@Cu/PANI-reinforced PAN nanofibers demonstrate a 2-fold decrease in specific heat capacity and a 50-fold increase in electrical conductivity at 10 wt % BN@Cu/PANI reinforcement.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    905327

    Karbon fiber/Fe3O4 hibrit dolgu malzemesi içeren termoplastik poliüretan kompozitlerin üretimi ve elektromanyetik kalkanlama özelliklerinin araştırılması

    Production of thermoplastic polyurethane composites containing carbon fiber/Fe3O4 hybrid filling material and investigation of electromagnetic shielding properties

    ÜMMÜHAN KAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Sivil HavacılıkFırat Üniversitesi

    Havacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HÜLYA KAFTELEN ODABAŞI

  2. Tez No

    392467

    İletken polimerik poliüretan kompozit tekstil yüzeyleri üretimi ve karakterizasyonu

    Characterization and production of the conductive polymeric polyurethane composite textile surfaces

    SEMA SAMATYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Tekstil ve Tekstil MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SUAT ÇETİNER

  3. Tez No

    735657

    Enerji, optik sensör ve aktif gıda paketleme alanlarında kullanılmak üzere yüzeyi işlevselleştirilmiş floresans karbon noktaların geliştirilmesi

    Development of surface functionalized fluorescence carbon dots for use in energy, optical sensor, and active food packaging areas

    MELİS ÖZGE ALAŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Kimya MühendisliğiMersin Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. RÜKAN GENÇ ALTÜRK

  4. Tez No

    490228

    Farklı dolgu maddeleri kullanılarak polimer kompozitlerin üretimi ve iletkenlik özelliklerinin incelenmesi

    Production of polymer composites by using different fillers and investigation of their conductivities

    ANIL KARTAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova Üniversitesi

    Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. OZAN TOPRAKÇI

  5. Tez No

    418953

    Investigation of CNT smart paint for structural health monitoring in advanced and nano-enhanced carbon fiber composites

    Gelişmiş ve nano takviyeli kompozit malzemeler için karbon nanotüp içerikli akıllı boyanın yapısal sağlık izleme için geliştirilmesi

    YAĞMUR ATEŞCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. HÜLYA CEBECİ

Geri Dön