Processing of multifunctional polymer composite nanofibers by electrospinning method and their characterization
Multifonksiyonel polimer kompozit nanoliflerin elektro-eğirme yöntemiyle işlenmesi ve karakterizasyonu
- Tez No: 954994
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖKNUR BAYRAM, DOÇ. DR. SERTAN YEŞİL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 192
Özet
Bu çalışmada, düzgün poli(metil metakrilat) (PMMA) bazlı lifler üretmek için çözelti konsantrasyonu, çözücü tipi, besleme hızı, uygulanan voltaj ve uçtan toplayıcıya mesafe gibi elektro-eğirme parametrelerini optimize edilmiştir. Ayrıca, halloysit nanotüpler (HNT), bor fosfat (BPO4) ve poli(etilen glikol) (PEG) ilavesinin elektro-eğirme yöntemiyle üretilen liflerin özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Üretilen örnekler morfolojileri, yanma ve termal davranışları, boya adsorpsiyon kapasiteleri ve ıslanabilirlikleri açısından karakterize edilmiştir. Elde edilen ilk sonuçlar, elektro-eğirme işlemi için en uygun parametrelerin ağırlıkça % 20'lik polimer çözeltisi konsantrasyonu, 1:3 aseton (ACE)/N,N-dimetilformamid (DMF) çözücü oranı, 25 kV uygulanan voltaj, 0.4 ml/saat besleme hızı ve 15 cm uç-toplayıcı mesafesi olduğunu göstermiştir. HNT ve BPO4 ilavesi, saf PMMA liflerine kıyasla PMMA bazlı kompozit liflerin ortalama lif çapı, sınırlı oksijen indeksi (LOI) ve su temas açısında artışa neden olmuştur. Öte yandan, PEG'in PMMA matrisine dahil edilmesi lif çapında azalmaya yol açmıştır. Üretilen lifler, sulu çözeltilerden metilen mavisi (MB) ve metil turuncusu (MO) boyar maddelerini adsorplama kapasiteleri açısından test edilmiştir. Su temas açısı ölçümleri, katkı maddelerinin ilavesinin hidrofobisiteyi artırdığını ortaya koymuştur. Örneklerde HNT ve BPO4 bulunması metilen mavisi adsorplama kapasitelerinde artış sağlamıştır. Kinetik ve izoterm çalışmaları için ağırlıkça %5 BPO4 içeren PMMA/PEG bazlı kompozit numunesi seçilmiştir. Adsorpsiyon kinetiği sözde ikinci dereceden kinetik modeliyle iyi bir şekilde tanımlanırken; denge verileri ise Langmuir izoterm modeli ile daha iyi uyum göstermiştir. Ek olarak, en yüksek %24.5 O2'lik LOI değeri PMMA bazlı ağırlıkça %1 BPO4 içeren kompozit örneğinde elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In the present work, the electrospinning parameters such as solution concentration, solvent type, feed rate, applied voltage and tip-to-collector distance were optimized to produce smooth poly(methyl methacrylate) (PMMA) fibers. Also, the effect of halloysite nanotubes (HNTs), boron phosphate (BPO4) and poly(ethylene glycol) (PEG) addition on the properties of the electrospun fibers was investigated. The produced samples were characterized in terms of their morphologies, burning and thermal behavior, dye adsorption capacities and wettability. The preliminary results demonstrated that the optimal electrospinning parameters were 20 wt.% polymer solution concentration, 1:3 acetone (ACE)/N,N dimethylformamide (DMF) solvent ratio, 25 kV applied voltage, 0.4 ml/h feed rate and 15 cm tip-to-collector distance. Addition of HNT and BPO4 resulted in an increase in average fiber diameter, limiting oxygen index (LOI) and water contact angle of the PMMA-based composite fibers compared to neat PMMA fibers. Conversely, inclusion of PEG into PMMA matrix led to decrease in fiber diameter. The produced fibers were tested for the capability to adsorb methylene blue (MB) and methyl orange (MO) from aqueous solutions. Water contact angle measurements revealed that the addition of additives increased the hydrophobicity. The presence of HNT and BPO4 in the samples led to increase in their methylene blue adsorption capacities. PMMA/PEG-based composite containing 5 wt.% BPO4 was selected for kinetic and isotherm studies. The adsorption kinetics were well described by the pseudo-second-order model, and equilibrium data showed a better fit with the Langmuir model. Additionally, the highest LOI value of 24.5% O2 was obtained for PMMA/1 wt.% BPO4 composite.
Benzer Tezler
- Polystyrene-based and carbon fabric-reinforced polymer composites containing carbon canotubes: Preparation, modification and characterization
Polistiren bazlı ve karbon kumaş ile güçlendirilmiş karbon nanotüp içeren polimer kompozitleri: Hazırlanması, modifikasyonu ve karakterizasyonu
BERRAK ERKMEN
Doktora
İngilizce
2020
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKNUR BAYRAM
- Fabrication of polymer-bioactive glass nanocomposite materials in bone tissue engineering applications
Kemik doku mühendisliği uygulamaları için polimer–biyoaktif cam nanokompozit malzemelerin üretilmesi
SEZA ÖZGE GÖNEN
Doktora
İngilizce
2016
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE OSKAY
DOÇ. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- Processing of bacterial cellulose in multifunctional composites
Başlık çevirisi yok
ESRA ERBAŞ KIZILTAŞ
- Fabrication and characterization of novel polymer/organo-MMT (organo-silica)/ biopolymer nanocomposite blends by reactive extrusion
Yeni polimer/organik MMT (organik silika)/ biyopolimer nanokompozit karışımlarının reaktif ekstrüzyon yöntemiyle üretimi ve karakterizasyonu
BAYRAM ALİ GÖÇMEN
Doktora
İngilizce
2018
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE GÜNAY KİBARER
PROF. DR. ZAKİR RZAYEV
- Kendi kendini onarabilen poliüretan nanokompozit kaplamaların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of self-healing polyurethane nanocomposite coatings
SEDA AKHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
KimyaMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN
DOÇ. DR. SEYFULLAH MADAKBAŞ