Graphene reinforced nanocomposites: Manufacturing and characterization
Grafen takviyeli nanokompozitler: Üretim ve karakterizasyon
- Tez No: 712106
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPEREN ACAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Epoksi, Grafen, Hadde makinesi, Nanokompozitler, Epoxy, Graphene, Rolling machine, Nanocomposites
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Grafen takviyeli nanokompozit üretiminde karşılaşılan başlıca sorun grafen partiküllerinin matris malzemesi içerisinde topaklanmasıdır. Topaklanan grafen partikülleri matris içerisinde takviye elamanı olarak değil bir safsızlık gibi davranış gösterdiğinden üretilen nanokompozitin mekanik özelliklerinde artış yerine azalma gözlemlenmektedir. Bu durumun önlenmesi amacı ile bu çalışmada üç merdaneli hadde cihazı ve Triton X-100 yüzey aktif maddesi kullanılmıştır. Üç merdaneli hadde yönteminde merdane hızı ve merdaneler arası mesafe, fonksiyonelleştirme yönteminde de Triton X-100 oranı gibi üretilen nanokompozitin mekanik özelliklerine etkisi olan özellikler detaylı literatür taraması yapılarak belirlenmiştir. Üretim yönteminin belirlenmesinden sonra iki farklı grafen oranında (kütlece %0,1 ve %0,5) numuneler üretilmiş ve grafen oranının mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. Epoksi reçine polimer malzeme olduğundan zamana bağımlı özelliklerinin belirlenmesi de önem arz etmektedir. Bu nedenle yapılan deneyler üç farklı şekil değiştirme hızında (1.E-3, 1.E-2 ve 1.E-1 /s) tekrarlanarak üretilen nanokompozitlerin viskoelastik ve viskoplastik özellikleri belirlenmiştir. Sonuç olarak bu çalışmada grafen-epoksi nanokompozitlerin üretilmesinde optimum yöntem belirlenmiş ve bu yöntem ile üretilmiş nanokompozit numunelerde saf epoksi numunelere göre elastisite modülünde %29'a, akma dayanımında is %18'e kadar bir iyileşme gözlemlenmiştir. Farklı grafen yüzdeleri ile üretilen numunelere farklı şekil değiştirme hızlarında basma testleri yapılarak nanokompozitlerin mekanik özellikleri literatüre kazandırılmıştır.
Özet (Çeviri)
The main problem encountered in the production of graphene reinforced nanocomposites is the agglomeration of graphene particles in the matrix material. Since the agglomerated graphene particles act as an impurity, not as a reinforcement element in the matrix material, a decrease is observed in the mechanical properties of the produced nano composite instead of an increase. In order to prevent this situation two strategies used, a three-roll milling device to disperse and Triton X-100 surfactant for functionalization were used in this study. The properties that affect the mechanical properties of the nanocomposite produced, such as the roller speed and the distance between the rollers in the three-roll milling method, and the Triton X-100 ratio in the functionalization method, were determined by a detailed literature review. After determining the production method, samples were produced at two different graphene ratios (0.1 and 0.5 wt%) and the effect of graphene ratio on mechanical properties was investigated. Since epoxy resin is a polymer material, it is also important to determine its time-dependent properties. For this reason, the viscoelastic and viscoplastic properties of the produced nanocomposites were determined by repeating the experiments at three different strain rates (1.E-3, 1.E-2 and 1.E-1 /s). As a result, in this study, the optimum method for the production of graphene-epoxy nano-composites was determined and an improvement of up to 29% in elasticity modulus and up to 18% in yield strength was observed in nano-composite specimens produced with this method, compared to pure epoxy specimens. The mechanical properties of nanocomposites were brought to the literature by performing compression tests at different strain rates on the specimens produced with different graphene percentages.
Benzer Tezler
- İletken polimerik nanokompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Manufacturing and characterization of conductive polimeric nanocomposites
ZAFER YENİER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Mühendislik BilimleriEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET SARIKANAT
- Synthesis of poly (Methyl methacrylate) reinforced by multi-walled carbon nanotubes and magnetite nanofillers
Mwcnt ve magnetit nanodolgular ile güçlendirilmiş poli (Metil metakrilat) sentezi
ECEM ERMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- Molecular dynamıcs analyses and experımental ınvestıgatıon ın the effects of the nanoaddıtıves on the thermo-mechanıcal propertıes and fracture toughness of bıodegradable polylactıc thermoplastıc
Parçalanabilen polilaktik asit termoplastiklere nano katki maddelerinin ilavesinin termo-mekanik özellikleri̇ ve kırılma tokluğu üzerindeki etkilernin moleküler dinamik analizleri ve deneysel olarak incelenmesi
BURÇAK ZEHİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEM BOĞA
DR. ÖĞR. ÜYESİ MIRSADEGH SEYEDZAVVAR
- Nanocomposites with graphene
Grafen esaslı nanokompozitler
SİBEL DEMİROĞLU
Doktora
İngilizce
2018
Polimer Bilim ve Teknolojisiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÖZGÜR SEYDİBEYOĞLU
- Fabrication of lightweight and durable thermoplastic composites for injection molding with the integration of waste-driven reinforcing materials
Atıklardan elde edilen katkı malzemelerinin entegrasyonu ile hafif ve dayanıklı termoplastik kompozitlerin enjeksiyon kalıplama için üretimi
KURAY DERİCİLER
Doktora
İngilizce
2023
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURCU SANER OKAN