Halloysit nanotüp bazlı süperhidrofobik renkli kaplamaların hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of halloysite nanotube-based superhydrophobic colored coatings
- Tez No: 921352
- Danışmanlar: PROF. DR. OSMAN DUMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 180
Özet
Bu çalışmada, çeşitli endüstriyel uygulamalar için gereksinim duyulan süperhidrofobik renkli yüzeylerin halloysit nanotüp bazlı kaplama formülasyonları ile hazırlanması incelenmiştir. Bu amaçla, Metilen Mavisi (MM) yüklenmiş aktive edilmiş halloysit nanotüp (A-HNT/MM) ve tetraetoksisilan (TEOS) ve polidimetilsiloksan (PDMS), 1H,1H,2H,2H-perflorooktiltrietoksisilan (PFOTES), metiltrietoksisilan (MTES), oktiltrietoksisilan (OTES) ve hekzadesiltrimetoksisilan (HDTMS) gibi çeşitli silan bileşikleri ile sol-jel reaksiyonu üzerinden farklı kaplama formülasyonları oluşturulmuş ve bu formülasyonlar, püskürtme ile kaplama tekniği uygulanarak cam yüzeylere kaplanmıştır. A-HNT/MM/PFOTES materyali ile kaplanmış cam yüzey için optimum TEOS:PFOTES (mol:mol) miktarı, optimum sol-jel reaksiyon süresi ve optimum kürleme süresi sırasıyla 5:1, 60 dk ve 120 dk olarak belirlenmiştir. Su itme özelliğine, kimyasal ve çevresel stabiliteye ve kendi kendini temizleme özelliğine sahip renkli cam yüzeylerin ve hazırlanan kaplama formülasyonlarının karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Renkli yüzeylerin yüzey özellikleri üzerinde kaplama formülasyonunda kullanılan silan bileşiklerinin fonksiyonel alkil zincir uzunluğunun ve ayrıca, flor içeren ve içermeyen aynı zincir uzunluğuna sahip silan bileşiklerinin etkisi belirlenmiştir. A-HNT/MM/silan kompozitlerinin veya kaplanmış cam yüzeylerinin karakterizasyon çalışmaları transmisyon elektron mikroskobu (TEM), taramalı elektron mikroskobu (SEM), haritalama, enerji dispersif X-ışını spektroskopisi (EDS), atomik kuvvet mikroskobu (AFM), Fourier dönüşümlü infrared (FTIR), X-ışını difraksiyon (XRD), X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) ve termal gravimetrik analiz (TGA) ölçümleri ile gerçekleştirilmiştir. MM ile renklendirilen cam yüzeyin en yüksek su temas açısı, A-HNT/MM/PFOTES ile kaplanmış yüzey için 163,0±2,1° olarak ölçülmüştür. Kaplama formülasyonunda kullanılan farklı zincir uzunluğuna sahip silan bileşiklerinin fonksiyonel alkil zincir uzunluğunun metil- grubundan oktil- ve hekzadesil- gruplarına doğru arttırılmasıyla, yüzeyin su itici özelliğinin iyileştiği ancak, renkli yüzeyin mekanik dayanımının zayıfladığı görülmüştür. Stabilite çalışmalarının sonuçları, renkli yüzeylere uygulanan polidimetilsiloksan (PDMS) tabakasının, kaplamanın mekaniksel, termal, kimyasal ve çevresel dayanımını iyileştirdiği, ancak kaplanmış renkli cam yüzeylerin su itici özelliğini azalttığını göstermiştir. Metilen Mavisi, Malahit Yeşili (MY) ve Bazik Fuhsin (BF) kullanılarak hazırlanan ve HDTMS ile modifiye edilen farklı renklere sahip A-HNT/MM/HDTMS, A-HNT/MY/HDTMS ve A-HNT/BF/HDTMS kompozit materyalleri ile kaplanmış çeşitli substrat (cam, filtre kâğıdı, ahşap ve kumaş) yüzeylerinde yüksek su temas açısı (>150°) değerleri ölçülmüş ve bu sonuç, A-HNT/MM/silan bazlı kompozit kaplama materyallerinin farklı renklerde süperhidrofobik malzemeler üretmek için farklı yüzeyler üzerine kolaylıkla uygulanabilir olduğunu göstermiştir. Burada hazırlanan A-HNT/boyarmadde/silan kompozit kaplama materyallerinin, farklı endüstrilerde kullanılan fonksiyonel yüzey kaplamalarının tasarımında büyük bir potansiyele sahip olacağı düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
In this study, the preparation of superhydrophobic colored surfaces, which are required for various industrial applications, with halloysite nanotube-based coating formulations was investigated. For this purpose, different coating formulations were formed using activated halloysite nanotube loaded with Methylene Blue (A-HNT/MM) and various silane compounds such as tetraethoxysilane (TEOS) and polydimethylsiloxane (PDMS), 1H,1H,2H,2H-perfluorooctyltriethoxysilane (PFOTES), methyltriethoxysilane (MTES), octyltriethoxysilane (OTES), and hexadecyltrimethoxysilane (HDTMS) through the sol-gel reaction and these formulations were coated onto glass surfaces using the spray coating technique. For the glass surface coated with A-HNT/MM/PFOTES material, optimum TEOS:PFOTES (mol:mol) amount, optimum sol-gel reaction time and optimum curing time were determined to be 5:1, 60 min and 120 min, respectively. Characterization studies were carried out for the fabricated colored glass surfaces having water repellent property, chemical and environmental stability and self-cleaning property and for the prepared coating formulations. The effect of the functional alkyl chain length of the silane compounds used in the coating formulation and also the effect of fluorine-containing and fluorine-free silane compounds with the same chain length on the surface properties of colored surfaces were ascertained. Characterization studies of A-HNT/MM/silane composites or coated glass surfaces were performed by transmission electron microscope (TEM), scanning electron microscope (SEM), mapping, energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), atomic force microscope (AFM), Fourier transform infrared (FTIR), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and thermal gravimetric analysis (TGA) measurements. The highest water contact angle of the glass surface colored with MM was measured as 163.0±2.1° for the surface coated with A-HNT/MM/PFOTES. It was observed that the water repellency of surface improved as the functional alkyl chain length of silane compounds with different chain lengths used in coating formulation was increased from methyl- group to octyl- and hexadecyl- groups, but the mechanical strength of colored surface weakened. The results of stability studies showed that the polydimethylsiloxane (PDMS) layer applied to colored surfaces improved the mechanical, thermal, chemical and environmental durability of the coating, but reduced the water repellency of coated colored glass surfaces. High water contact angle (>150°) values were measured on various substrates (glass, filter paper, wood and fabric) surfaces coated with A-HNT/MM/HDTMS, A-HNT/MY/HDTMS and A-HNT/BF/HDTMS composite materials having different colors prepared using Methylene Blue, Malachite Green (MY) and Basic Fuchsin (BF) and modified with HDTMS and this result displayed that A-HNT/MM/silane composite coating materials were easily applicable for the different substrates to produce superhydrophobic materials in different colors. It is thought that the A-HNT/dye/silane composite coating materials prepared here will have a great potential in the design of functional surface coatings used in different industries.
Benzer Tezler
- Süperkritik karbondioksit atmosferinde hazırlanan halloysit nanotüp bazlı melamin sünger kompozit materyali: Karakterizasyon çalışmaları ve sorbent olarak suda bulunan petrol türevlerini, yağlı maddeleri ve organik çözgenleri seçici bir şekilde gidermedeki performansının değerlendirilmesi
Halloysite nanotube-based melamine sponge composite material prepared under supercritical carbon dioxide atmosphere: Characterization studies and evaluation of its performance as sorbent for the selective removal of petroleum derivatives, oily substances and organic solvents from water
SÜLEYMAN MERT GÜREŞİR
- Kitosan ve halloysit bazlı nanopartiküller kullanılarak kesikli karıştırmalı kaplarda adsorpsiyon yoluyla sulu ortamlardan antibiyotik giderimi
Antibiotic removal by adsorption using chitosan and halloysite based nanoparticles from aqueous medium in batch stirred reactors
SELCAN ERDEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YEŞİM SAĞ AÇIKEL
- Halloysite nanotubes reinforced polybutylene terephthalate based nanocomposites: mechanical, thermal, structural and morphological characterizations
Halloysit nanotüp takviyeli poibütilen tereftalat bazlı nanokompozitlerin mekanik, termal, yapısal ve morfolojik karakterizasyonları
MUSTAFA ŞENYEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve TeknolojisiAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ SİNAN DİKE
- Meşe ağacı palamudu nişastası bazlı antibakteriyel özelliğe sahip biyoplastik nişasta/halloysit nanotüp/karanfil esansiyel yağı ve biyoplastik nişasta/halloysit nanotüp/gümüş nanopartikül kompozit materyallerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of oak tree acorn starch-based bioplastic starch/halloysite nanotube/clove essential oil and bioplastic starch/halloysite nanotube/silver nanoparticle composite materials with antibacterial property
SELİN SAĞDIÇ
- Reduction of volatile organic compounds in wood plastic composites using functionalized halloysite nanotubes
Fonksiyonlandırılmış halloysit nanotüp kullanılarak odun plastik kompozitlerdeki uçucu organik bileşiklerin azaltılması
GİZEM KURTULMUŞ
Doktora
İngilizce
2025
Bilim ve TeknolojiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ZİYA MENCELOĞLU