Biyo-esaslı epoksi hibrit malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of bio-based epoxy hybridmaterials
- Tez No: 985731
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BURCU OKTAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Epoksi reçineler iyi yapışma özelliği, yüksek mekanik mukavemet, yüksek termal direnç gibi özelliklerinden dolayı kaplama, yapıştırıcı ve kompozit malzeme olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Fakat bu epoksi esaslı malzemlerin hazırlanmasında kullanılan epoksi sertleştirici ajanlar genellikle petrol türevli kimyasallardan hazırlanmaktadır. Bu durum, çok geniş uygulama alanlarına sahip olan bu malzemelerin çevresel kirliliğin artışında öenmli bir rol oyandığını göstermektedir. Bu tez çalışmasında petrol türevli epoksi sertleştirici ajanlara alternatif olarak çevre dostu sertleştirici ajanların geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla inorganik sertleştirici ajan olan zeolitik metal organik kafes yapıları hazırlandı. Aynı zamanda zeolitik kafesler amin grupları ile fonksiyonelleştirildi. Zeolitik kafes yapılarının karakterizasyonu FTIR, X-ışınları kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskopi (SEM) ve termal gravimetrik analiz (TGA) ile gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan ajanların, petrol türevli bir reçine olan resorsinolün diglisidil eter (RDGE) ve bitkisel kaynaklı bir reçine olan epokside soya yağı (ESO) için kürlenme etkinlikleri incelendi. RDGE, ESO ve RDGE+ESO olmak üzere 3 epoksi serisi kullanıldı. Her bir seri için zeolitik kafes ve amin-modifiye zeolit kafes yapıları kullanıldı. Bu ajanlar düzenli ve gözenekli yapıları sayesinde polimer matrisiyle yüksek uyum gösterdi Aynı zamanda karşılaştırma yapmak amacıyla ticari olarak kullanılan trietilentetra amin (TETA) ile kürlenme çalışmaları gerçekleştirildi. Kürlenme reaksiyon profili diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ile takip edildi. Hazırlanan film ve kaplamaların termal özellikler TGA, morfolojik özellikleri SEM ve mekanik özellikleri çekme-kopma testleri ile incelendi. Ayrıca kaplamaların su temas açısı, pendulum ve kalem sertliği gibi fiziksel özellikleri incelendi. Sonuç olarak RDGE ve ESO gibi hem petrol türevli hem de bitkisel kaynaklı epoksi reçinelerin sertleşmesi çok fonksiyonlu kürleme ajanları olan zeolitik kafes yapıları ile başarılı bir şekilde gerçekleştirildi. Bu çalışmanın sonuçlarının, petrol türevli sertleştirici ajanlara alternatif olarak daha çevreci bir yaklaşımla yüksek perfomans sergileyen epoksi hibrit kompozit malzemelerin hazırlanması için önemli katkılar sağlayacağı düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
Epoxy resins are widely used as coatings, adhesives, and composite materials due to their good adhesion properties, high mechanical strength, and high thermal resistance. However, the epoxy hardening agents used in the preparation of these epoxy-based materials are generally derived from petroleum-based chemicals. This situation shows that these materials, which have very wide application areas, play an important role in the increase of environmental pollution. In this thesis study, it was aimed to develop environmentally friendly hardening agents as an alternative to petroleum-derived epoxy hardeners. For this purpose, zeolitic metal-organic framework structures, which are inorganic hardening agents, were prepared. At the same time, zeolitic frameworks were functionalized with amine groups. The characterization of the zeolitic framework structures was carried out by FTIR, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and thermogravimetric analysis (TGA). The curing efficiencies of the prepared agents were investigated for resorcinol diglycidyl ether (RDGE), which is a petroleum-derived resin, and epoxidized soybean oil (ESO), which is a plant-based resin. Three epoxy series were used: RDGE, ESO, and RDGE+ESO. For each series, zeolitic frameworks and amine-modified zeolitic framework structures were used. These agents, thanks to their regular and porous structures, showed high compatibility with the polymer matrix. At the same time, in order to make a comparison, curing studies were carried out with trietylene tetraamine (TETA), which is commercially used. The curing reaction profile was monitored by differential scanning calorimetry (DSC). The thermal properties of the prepared films and coatings were examined by TGA, their morphological properties by SEM, and their mechanical properties by tensile tests. In addition, the physical properties of the coatings, such as water contact angle, pendulum hardness, and pencil hardness, were investigated. As a result, the curing of both petroleum-derived and plant-based epoxy resins such as RDGE and ESO was successfully achieved with zeolitic framework structures, which are multifunctional curing agents. The results of this study are thought to provide important contributions for the preparation of epoxy hybrid composite materials that exhibit high performance with a more environmentally friendly approach as an alternative to petroleumderived hardening agents.
Benzer Tezler
- 3D-uv biyo-yazıcı tekniği ile hibrit doku iskelelerinin hazırlanması ve uygulama etkinliğinin incelenmesi
Preparation of hybrid tissue scaffolds with 3D-uv bioprinting technique and investigation of application effectiveness
ÖZGE TEZEL
Doktora
Türkçe
2025
Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEMET VEZİR KAHRAMAN
- Biyo-reçine esaslı tekstil kompozitlerinin performans özelliklerinin incelenmesi
Investigation of performance characteristics of bio-resin based textile composites
SEMİH ÖZKÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İPEK YALÇIN ENİŞ
- Development of ensete fiber based composites and their characterization
Ensete lifi bazlı kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
TOLERA ADERIE NEGAWO
Doktora
İngilizce
2021
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- Biyo-esaslı epoksi-nanokompozit kaplamalar
Bio-based epoxy-nanocomposite coatings
SEMİHA ERAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN
DR. CEMİL DIZMAN
- Investigation of epoxy POSS nanoparticles as potential compatibilizers for poly(lactic acid)/poly(butylene succinate) bio-based blends
Epoksi POSS nanotaneciklerinin poli(laktik asit)/poli(bütilen süksinat) biyo-esaslı karışımlar için uyumlaştırıcı potansiyellerinin araştırılması
MUHAMMAD SAEED ULLAH
Doktora
İngilizce
2023
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜRALP ÖZKOÇ