Kendi kendini onarabilen termoset polimer matrisli kompozitler geliştirilmesi
Development of self-healing thermoset polymer matrix composites
- Tez No: 940224
- Danışmanlar: PROF. DR. FATMA ÇİĞDEM GÜLDÜR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Savunma ve havacılık sanayiinin gelişimi ile uçakların yeni özellikler kazanmasına yönelik çalışmalar önem kazanmaktadır. Hava araçlarında darbe kaynaklı veya kullanıma bağlı olarak gözle görünmeyen yapısal düzeyde mikro çatlaklar oluşmaktadır. Bu çatlaklar büyüyerek malzemenin performansını düşürmekte ve hizmet süresini azaltmaktadır Uçak gövdelerinde kullanılan karbon kumaşla takviyeli polimer kompozitlerin darbe hasarı aldığında oluşan çatlakların boyutunun ve derinliğinin büyümesini engellemek ve hizmet süresini uzatmak amacıyla, malzemelere kendi kendini onarma özelliği eklenmesi amaçlanmıştır. Düşük maliyet ve yüksek verimle hızlı biçimde kendi kendini onarmasını sağlayacak polimerleşme reaksiyonunu hızlandıracak katalizörün geliştirilmesi ve iyileşme veriminin artırılması hedeflenmiştir. Bir çatlak oluştuğunda dışarıdan herhangi bir müdahaleye gerek duymadan çatlaklar hemen kendi kendini iyileştirecektir. Kendi kendini onaran sistemlerden, dışsal sistem kapsamında mikrokapsülleme yöntemi olan kapsül/dağılmış katalizör sistemi, diğer sistemlere göre oldukça avantajlı ve uzun ömürlü bir sistem olduğundan seçilmiştir. Co, Pd, Ni ve Ru bazlı 4 farklı kompleks katalizör, farklı oranlarda sentezlenmiş ve toplamda 9 adet organometalik katalizör elde edilmiştir. Bu katalizörlerin XRD karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Mikrokapsülleri sentezlemek için iyileştirici ajan olarak 5-Etiliden-2-Norbornen (ENB) seçilmiş ve hidrojel yöntemiyle sentezlenmiştir. TGA ve SEM analizleri yapılmıştır. Basit harmanlama yöntemiyle son polimerizasyon reaksiyonları gerçekleştirilmiş, bütün sentezlenen katalizörler başarıyla polimerleşmiş ancak polimerleşme süreleri farklılık göstermiştir. Nikel bazlı katalizörler en hızlı şekilde 2-6 saat içerisinde polimerleşmeyi başarıyla gerçekleştirmiştir. Son olarak, sentezlenen mikrokapsüller ve katalizörler ile karbon takviyeli kompozit plakalar elle yatırma yöntemiyle 120 °C'de üretilmiş, plakalara zarar verilerek içlerindeki onarma olup olmadığı CT bilgisayarlı tomografi analiziyle incelenmiştir. Elde edilen plakalar, 16-20 saat içinde kendi kendini onarma yeteneğine sahip olduklarını göstermiştir.
Özet (Çeviri)
With the development of the defense and aerospace industry, studies on aircrafts developing new features are gaining importance. Invisible structural microcracks occur in aircrafts due to impact or use, resulting in the reduction of performance and service life. It is aimed to add self-healing properties to the materials in order to prevent the increasing in size and depth of the cracks that occur when the carbon fabric reinforced polymer composites used in aircraft fuselages receive impact damage and thus extend their service life. It is also aimed to develop a catalyst that will accelerate the polymerization reaction, which will enable rapid self-healing with low cost and high efficiency, and to increase the healing efficiency. When a crack occurs, the crack will immediately heal itself without the need for any external intervention. Among the self-healing systems, the capsule/dispersed catalyst system, which is a microencapsulation method within the scope of the external system, was chosen because it is a very advantageous and long-lasting system compared to other systems. Four different complex catalysts based on Co, Pd, Ni and Ru were synthesized in different ratios and a total of nine organometallic catalysts were obtained. XRD characterization studies of these catalysts were carried out. To synthesize microcapsules, 5-Ethylidene-2-Norbornene (ENB) was selected as the healing agent and synthesized by the hydrogel method. Since ENB is a thermoset monomer, it closes the cracks formed as a result of the polymerization reaction with the synthesized catalyst. TGA and SEM analyzes were performed. Final polymerization reactions were carried out with the simple blending method, all synthesized catalysts polymerized successfully, but polymerization times varied. Nickel-based catalysts successfully achieved polymerization in the fastest way possible, within 2-6 hours. Finally, carbon-reinforced composite plates with synthesized microcapsules and catalysts were produced by hand lay-up method at 120 °C, then the plates were damaged, and the internal healing were examined by computed tomography (CT). The resulting plates showed that they were capable of self-healing within 16-20 hours.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of polyurea formaldehydemicrocapsules filled with tung oil for preparation ofcomposite polylactic acid film for self healing applications
Kendini onarabilen polilaktik asit kompozit filmerindekullanılmak üzere tung yağı katklı poliüre formaldehitmikrokapsüllerinin sentezlenmesi ve karakterize edilmesi
GİZEM SEMRA ARITÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OZAN SANLI ŞENTÜRK
- Production of high performance and innovative materials based on polybenzoxazine
Polibenzoksazin esaslı yüksek performanslı ve yenilikçi malzemelerin üretilmesi
SEVİNÇ GÜLYÜZ
- Kendi kendini onarabilen hidrofobik modifiye poliakrilamid hidrojelinin mekanik özelliklerine bileşenlerinin etkisinin incelenmesi
Effect of ingredients on the mechanical properties of self-healing, hydrophobically modified polyacrylamide hydrogels
ASLIHAN ARĞUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Bölümü
PROF. DR. OĞUZ OKAY
- Design, synthesis, and characterization of waterborne polyurethane dispersions for self-healing, anti-fouling, and UV-curable coatings and films
Kendi kendini onarabilen, kirlenmeye dirençli veya UV ile kürlenebilen kaplama ve filmler için su bazlı poliüretan dispersiyonlarının tasarımı, sentezi ve karakterizasyonu
EKİN BERKSUN
Doktora
İngilizce
2024
KimyaSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN ÜNAL
- Development of self-healing, stretchable and wearable thermoelectric generators
Kendi kendini onarabilen, esnek ve giyilebilir termoelektrik jeneratörlerin geliştirilmesi
FATMANUR KOCAMAN KABİL
Doktora
İngilizce
2025
Mühendislik BilimleriGebze Teknik ÜniversitesiDisiplinlerarası Nanobilim ve Nanomühendislik Ana bilim Dalı
PROF. DR. AHMET YAVUZ ORAL
DR. ÖĞR. ÜYESİ NİHAN AYDEMİR