İletken polimer kompozitlerin üretimi ve iletkenlik özelliklerinin araştırılması
Production of conductive polymer composites and investigation of conductivity properties
- Tez No: 858596
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞEGÜL ÜLKÜ METİN, DOÇ. DR. ZÜHTÜ ONUR PEHLİVANLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Polymer Science and Technology, Defense and Defense Technologies
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kırıkkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2024
Sivil HavacılıkFırat ÜniversitesiHavacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜLYA KAFTELEN ODABAŞI
- 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
2015
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SUAT ÇETİNER
- 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
2022
Kimya MühendisliğiMersin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RÜKAN GENÇ ALTÜRK
- 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
2018
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. OZAN TOPRAKÇI
- 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
2015
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. HÜLYA CEBECİ