Yazar "Öztürk, Özberk" seçeneğine göre listele

Listeleniyor 1 - 1 / 1
  • Küçük Resim Yok
    Öğe
    Grafen takviyeli nanokompozit malzemelerin üretimi ve karakterizasyonu
    (Bursa Teknik Üniversitesi, 2021) Öztürk, Özberk; Uzunsoy, Deniz; Çakır, Özgen Ümit Çolak
    Kompozit malzemeler, iki veya daha fazla malzemenin sistematik bir şekilde birleşmesi ile tasarlanan malzeme grubudur. Polimer sistemler ise, üretimi kolay, hafif, uzun ömürlü, kısmen sünek doğası nedeniyle oldukça kullanılan malzemelerdir. Bu özelliklerine rağmen polimerler, metal ve seramiklere kıyasla düşük elastiklik modülü ve mukevemete sahiptirler. Polimer sistemlerde ise yaygın olarak kullanılan iki grup bulunmaktadır; termosetler ve termoplastikler. Epoksi, termosetler grubundan yapıştırıcı bir reçinedir. Epoksi, reçinenin kürlenmesi sonucunda oluşan ve epoksit fonksiyonel grubunun halk arasındaki adıdır. Epoksi, yüksek sertlik, kısmen yüksek sıcaklık direnci ve iyi kimyasal ve korozyon direnci ile kompozitler için oldukça faydalı bir matris malzemesi sayılmaktadır. Grafen (GNP), karbonun sp2 bağı yapan bir allotropudur. Aynı zamanda grafen, bal peteği kristal kafes yapısı içerisinde tek atom kalınlığında düzlemsel bir yüzey oluşturan bir malzemedir. Yüksek mukavemet, yüksek elastisite modülü ve yüksek yüzey alanı gibi özellikler, grafeni en ilgi çekici takviye malzemesi konumuna getirmektedir. Elektrik ark deşarj metoduyla, grafitten elde edilen grafenin saflığı diğer birçok yönteme göre oldukça yüksektir. Prosesin temeli direkt elektrik akımına dayanmaktadır. Oluşan nanoparçacıklar fiziksel olarak biriktirme yolu ile toplanmaktadır. Diğer metotlara kıyasla; ark deşarj metodu, düşük maliyetli üretim ve herhangi kataliz kullanımı olmadan üretme imkanı gibi avantajları bulunmaktadır. Ancak, grafenin en ciddi dezavantajı ise aglomerasyondur. Bu durum uygulanacak matrisin, istenilen özelliklerine yeterince katkı sağlamayabilmektedir. Bu dezavantajı ortadan kaldırmanın en mümkün yolu ise yüzey aktif maddesi ile fonksiyonelleştirilmesidir. Elektrik ark deşarj metodu ile üretilen grafen, Triton X-100 (TX-100) ile beraber saf suda dağıtılarak fonksiyonel hale getirilmiştir. Yine 0,1 gram grafen 100 ml su içerisinde fonksiyonel hale getirilmiştir. 0,1 gram grafen, 0,15 gram TX-100 karışımını 100 ml saf suda başarılı bir şekilde dağıtmak için 1 saat kadar süreyle sonikasyon yapılmıştır. Sonikasyonun ardından 12 saat boyunca karışım, manyetik karıştırıcıda 65°C sıcaklıkta karıştırılmıştır. Ardından filtreleme ve kurutma işlemleri uygulanmıştır. Üç merdaneli haddeleme birbirine zıt yönlerde ve farklı hızlarda dönen üç merdane kullanılarak, malzeme üzerinde kayma gerilmesi oluşturma prensibi ile çalışır. Bu çalışmada grafenin topaklanmasını önlemek amacıyla üç merdaneli haddeleme yöntemi kullanılmıştır. TX-100 / GNP için yapılan TGA analizlerinde 200-400oC sıcaklıklarda önemli bir kütle kaybı bulunabilmektedir. Bu da POPE (polioksietilen oktil fenil eter) moleküllerinin tabakaya başarıyla yapıştığını ortaya koymaktadır. Ayrıca, TX-100 / GNP termal stabilitesi (Grafen oksite (GO) oranla) bozulmamış grafen kadar iyidir. Saflığı ise, 1,22 olarak bulunmuştur. Katman sayısı ise, 5 ile 7 değerleri arasında çıkmaktadır. Fonksiyonel grafenin Raman değerleri ise, 0,9 olarak hesaplanırken; katman sayısı da 10 ile 13 değerleri arasında bulunmaktadır. Basma testi verilerine göre basma mukavemetinin GNP takviyesi ile düşüş gösterdiği ancak TX-100 / GNP takviyesi sonucu saf epoksiye oranla % 5.56 artış gözlemlenmiştir. TX-100 / GNP / Epoksi nanokompozitinin elastik modülü ise saf epoksiye oranla %18,21 ve GNP / Epoksi nanokompozitine oranla %1,9 daha yüksek çıkmıştır. GNP / epoksi nanokompozitin akma dayanımı, saf epoksiye göre %14,30 artış gösterirken TX-100 / GNP / Epoksi nanokompozitin akma dayanımı, saf epoksiye %103 oranında artış ile daha yüksek çıkmıştır. Ağırlık düşürme darbe deneyi sonucunda fonksiyonel hale getirilmiş GNP takviyeli nanokompozitin darbeye karşı kuvvet direnci, GNP takviyeli nanokompozit haline ve saf epoksiye göre neredeyse 2 kat artış göstermektedir. Bununla birlikte, darbe enerjisi ve absorplanan enerji miktarı yine fonksiyonelleştirilmiş GNP takviyeli epoksi nanokompozitin, saf epoksiye ve GNP takviyeli nanokompozite oranla 2 kat daha yüksek olduğu söylenebilmektedir.