Advanced phenolic resin composites: Exploring the synergy of microsilica and microcellulose fillers for enhanced properties in polymer matrix composites
Gelişmiş fenolik reçine kompozitleri: Polimer matris kompozitlerinde geliştirilmiş özellikler için mikrosilika ve mikroselüloz dolgularının sinerjisinin araştırılması
- Tez No: 899577
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SERHAN TÜRKYILMAZ, DR. YASEMİN ALTUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 148
Özet
Bu çalışmada, fenolik reçineye silika partikülleri (10, 25, 50 µm) ve selüloz mikroküreleri (58, 75, 150 µm) eklenerek polimer matris kompozitleri oluşturulmuştur. Bu dolgu maddelerinin fenolik reçinenin mekanik ve termal özelliklerine etkileri değerlendirilmiştir. Reçine, kürleme öncesi ve sonrası DSC, FTIR, NMR analizleri ile karakterize edilmiştir. Ayrıca, dolgu maddelerinin yapısal özellikleri SEM ve makroskop ile incelenmiştir. İlk yöntemde, dolgu maddeleri doğrudan fenolik reçineye eklenmiş ve optimize edilmiş bir kürleme profiliyle kürlenmiştir. Kürlenme, FTIR ve DSC analizleri ile doğrulanmış, dolgu maddelerinin homojen dağılımı SEM ile gözlemlenmiştir. Mekanik testler sonucunda selüloz dolgusunun özellikle gerilme ve eğilme dayanımını artırdığı görülmüştür. Termal performans, TGA ve oksi-asetilen testleriyle değerlendirilmiş, silika dolgulu kompozitlerin TGA testinde artmış kül verimi gösterdiği saptanmıştır. Ancak selüloz dolgulu kompozitler, termal performans açısından dolgusuz malzemeden daha iyi sonuçlar vermemiştir. İkinci yöntemde, dolgu maddeleri fenolik reçineye eklenmiş ve silika fiber takviyesi ile kompozit malzemeler üretilmiştir. Bu yöntemde, mekanik testlerde gerilme dayanımında azalma gözlenirken, dolgu maddeleri Young modülünü artırmıştır. Termal testlerde ise TGA, oksi-asetilen ve termal iletkenlik testleri uygulanmış, silika dolgulu kompozitlerin, oksi-asetilen testlerinde dolgusuz ve selüloz dolgulu malzemelere kıyasla daha iyi performans sergilediği belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Phenolic resin, used as a matrix material in the aerospace industry, is often combined with fiber reinforcements to create polymer matrix composites. To enhance the mechanical and thermal properties of phenolic resin, this study incorporated various fillers: 10, 25, and 50 µm silica particles and 58, 75, and 150 µm cellulose microspheres. The resin was characterized before and after curing using DSC, FTIR, and NMR, while filler particles were analyzed via SEM. Two methods were employed for filler addition. First, fillers were mixed into the resin and cured using an optimized profile, with curing confirmed by FTIR and DSC, and dispersion verified by SEM. Mechanical tests, including tensile and 3-point bending, demonstrated that filler addition, particularly cellulose, improved both tensile and flexural strength. Thermal performance was assessed through TGA and oxy-acetylene tests. Silica-filled materials showed increased ash yield in TGA, whereas cellulose-filled materials did not outperform the unfilled resin. In the oxy-acetylene test, fillers did not enhance erosion resistance. In the second approach, fillers were added to phenolic resin with silica fiber reinforcement to produce a composite. DSC confirmed curing, and SEM verified filler dispersion. Mechanical testing revealed reduced tensile properties but increased Young's modulus with filler addition. Thermal tests, including TGA, oxy-acetylene, and thermal conductivity, showed that silica-filled composites performed better than unfilled and cellulose-filled counterparts in oxy-acetylene tests, while cellulose-filled composites did not improve TGA results and reduced erosion performance.
Benzer Tezler
- Biyo bazlı 1,3-benzoksazinlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of bio-based 1,3-benzoxazines
MERVE ERDEĞER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FÜSUN ŞEYMA KIŞKAN
- Silika-fenolik kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of silica-phenolic composites prepared with compression molding method
ÖNDER GÜNEY
Doktora
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM DEMİRKESEN
- Isı kalkanları için kalıplanabilir karbon fenolik kompozit üretimi ve karakterizasyonu
Production of moldable carbon phenolic composites applied in heat shields and characterization
MELİH ÖZGÜN MAĞDALA
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDEM DEMİRKESEN
- Activation and characterization of phenolic carbon fibers
Fenolik bazlı karbon fiberin aktivasyonu ve karakterizasyonu
FİLİZ KARADAĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKREM EKİNCİ
PROF. DR. FERHAT YARDIM
- Development of brazing process in ceramic matrix composites for in-space applications
Uzay uygulamalarında kullanılan seramik matrisli kompozitlerin sert lehimleme proseslerinin geliştirilmesi
EBRAR ÖZBEK EKİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER SERDAR ÖZGEN