İletken polimer kompozitlerin üretimi ve iletkenlik özelliklerinin araştırılması

Basit Öğe Kaydı
dc.contributor.advisorMetin, Ayşegül Ülkü
dc.contributor.advisorPehlivanlı, Zühtü Onur
dc.contributor.authorCalban, Dilruba Zümer
dc.date.accessioned2025-01-21T16:00:36Z
dc.date.available2025-01-21T16:00:36Z
dc.date.issued2024
dc.departmentKKÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
dc.descriptionFen Bilimleri Enstitüsü, Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
dc.description.abstractGünümüzde, otomotiv, savuma, havacılık gibi önemli alanlardaki çalışmalarda sıklıkla metal matrisli malzemeler kullanılmaktadır. Bununla birlikte, bu malzemeler yerine hafif, dayanıklılığı yüksek ve aynı zamanda da kararlı ve düşük maliyetli ürünlere yönelik ihtiyaç giderek artmıştır. Özellikle, elektiriksel ya da ısıl iletkenliğe sahip polimer kompozitlerin kullanımıyla ilgili çalışmalar son yıllarda daha ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında metal katkılı, bor nitrür (BN) temelli iletken polimer kompozitlerin üretilmesi ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde, Cu (II) iyonları, modifiye edilmiş BN üzerine immobilize edilmiş ve L-askorbik asit ile indirgenmiştir (BN@Cu). Ardından başlatıcı olarak amonyum persülfat kullanılarak anilinin kimyasal polimerizasyonu gerçekleştirilmiş ve BN temelli nanokompozit partiküller üretilmiştir (BN@Cu/PANI). XRD (X-ışını kırınımı), FTIR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi), SEM (Taramalı Elektron Mikroskopisi) ve TEM/EDXS (Geçirimli Elektron Mikroskopisi/Enerji Dağılımlı X-ışını Spektroskopisi) analizleri ile BN@Cu/PANI yapısal ve morfolojik özellikleri aydınlatılmıştır. BN@Cu/PANI nanokompozitinin DC elektrik iletkenliği (0,567 S/cm), PANI (0,167 S/cm) ve BN@Cu'dan (0,077 S/cm) daha yüksek olduğu belirlenmiştir. BN@Cu ve BN@Cu/PANI'nin ısıl iletkenliği ise sırasıyla 0,626 ve 0,444 W/mK olarak ölçülmüştür. Çalışmanın ikinci bölümünde ise, BN@Cu/PANI (w/w, % 1, 5, 10 ve 20) takviyeli Poliakrilonitril (PAN) kompozit nanolifler elektroeğirme yöntemi ile üretildi ve liflerin fiziko-kimyasal özellikleri, nanokompozit partiküllere benzer olarak FTIR ve TGA/DTA gibi teknikler kullanılarak belirlendi. Morfolojik özellikleri, SEM-EDS ile aydınlatıldı ve kompozit nanoliflerin düzgün lif yapısına ve PAN içinde homojen BN@Cu/PANI dağılımına sahip olduğunu görüldü. DC elektriksel iletkenlik ve ısıl iletkenlik analizleri BN@Cu/PANI takviyeli PAN nanolifler, ağırlıkça % 10BN@Cu/PANI takviyesinde nanoliflerin özgül ısı kapasitesinde 2 kat azalma ve elektrik iletkenliğinde 50 kat artış olduğu belirlendi.
dc.description.abstractMetal matrix materials find extensive applications in crucial sectors such as automotive, defense, and aerospace. However, there is a growing demand for lightweight, exceptionally durable, stable, and cost-effective alternatives. Recent focus has shifted towards exploring polymer composites with enhanced electrical or thermal conductivity. This research aims to create conducting polymer composites based on metal-doped boron nitride (BN) and examine their electrical properties. The initial phase involves immobilizing Cu (II) ions on modified BN, which are then reduced with L-ascorbic acid (BN@Cu). Subsequently, aniline is synthesized using ammonium persulfate as an initiator, producing BN-based nanocomposite particles (BN@Cu/PANI). The structural and morphological properties of BN@Cu/PANI are characterized through XRD, FTIR, SEM, and TEM/EDXS analysis. The DC electrical conductivity of BN@Cu/PANI nanocomposite (0.567 S/cm) surpasses that of PANI (0.167 S/cm) and BN@Cu (0.077 S/cm). The thermal conductivity of BN@Cu and BN@Cu/PANI is measured at 0.626 and 0.444 W/mK, respectively. In the subsequent phase of the study, polyacrylonitrile (PAN) composite nanofibers reinforced with BN@Cu/PANI (w/w, 1 %, 5, 10, and 20 %) are produced using the electrospinning method. The physicochemical properties of the fibers are determined using techniques like FTIR and TGA/DTA, mirroring the characterization of nanocomposite particles. SEM-EDS analysis reveals the morphological properties, confirming a uniform fiber structure and homogeneous BN@Cu/PANI distribution in PAN. DC electrical conductivity and thermal conductivity analyses of BN@Cu/PANI-reinforced PAN nanofibers demonstrate a 2-fold decrease in specific heat capacity and a 50-fold increase in electrical conductivity at 10 wt % BN@Cu/PANI reinforcement.
dc.identifier.endpage88
dc.identifier.startpage1
dc.identifier.urihttps://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/TezGoster?key=cr4SkWLaRMhkDRBjqthpsc34V_FZBGu39_wB-tDkMri1JnY2gVeHEkEqfOAUXnwK
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.12587/20726
dc.identifier.yoktezid858596
dc.language.isotr
dc.publisherKırıkkale Üniversitesi
dc.relation.publicationcategoryTez
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.snmzKA_20241229
dc.subjectPolimer Bilim ve Teknolojisi
dc.subjectPolymer Science and Technology
dc.subjectSavunma ve Savunma Teknolojileri
dc.titleİletken polimer kompozitlerin üretimi ve iletkenlik özelliklerinin araştırılması
dc.title.alternativeProduction of conductive polymer composites and investigation of conductivity properties
dc.typeMaster Thesis

Dosyalar

Koleksiyon

Fen Bilimleri Enstitüsü Tez Koleksiyonu