Silika tanecik boyutunun SiO2-GO hibrit/epoksi polimer nanokompozitlerinin kaplama özellikleri üzerine etkisinin i̇ncelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUSTAFA ALPEREN ŞAKAR
Danışman: Hale Berber
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Polimerik kaplamalar, özellikle metal yüzeylerin çevresel etkilerden korunması amacıyla yaygın olarak kullanılan, maliyeti düşük ve uygulaması kolay çözümler sunmaktadır. Epoksi, poliüretan ve akrilik esaslı sistemler, kimyasal dayanımları, yapışma özellikleri ve estetik katkıları sayesinde endüstriyel ve yapısal uygulamalarda sıklıkla tercih edilmektedir. Bununla birlikte, polimerik kaplamaların uygulama ve kürlenme süreçlerinde ortaya çıkan mikro gözenekler, dış ortamdan gelen su, oksijen ve iyonların kaplama altına nüfuz etmesine neden olarak koruyucu performansı zayıflatmaktadır. Bu nedenle, polimerik kaplamaların bu dezavantajlarını gidermek amacıyla nanoteknoloji destekli malzeme çözümlerine yönelim artmıştır. Özellikle polimer matrisli nanokompozit kaplamalar, yapısal boşlukları fiziksel olarak doldurarak geçirgenliği azaltmakta, böylece kaplamanın koruyuculuk süresini ve performansını önemli ölçüde artırmaktadır. Silika (SiO₂) nanotanecikleri ile grafen oksitin (GO) birleştirilmesiyle oluşturulan hibrit yapılar, son yıllarda etkili nano katkı malzemeleri arasında öne çıkmaktadır. Silika; düşük maliyeti, kimyasal kararlılığı ve kolay fonksiyonlandırılabilirliğiyle, GO ise yüksek yüzey alanı ve aktif grupları sayesinde güçlü matris etkileşimleriyle dikkat çeker. Bu iki bileşenin hibriti, kaplamalarda hem mekanik dayanımı hem de bariyer etkisini artırır. Etkinin başarısı, silika nanotaneciklerinin boyutu ile doğrudan ilişkilidir. Tanecik boyutu, kaplama yüzeyinin homojenliği, pürüzlülüğü, ıslanabilirliği ve korozyon direnci üzerinde doğrudan etkilidir. Bu çalışmada, modifiye Stöber yöntemiyle sentezlenen ve (3-Aminopropil)trietoksisilan (APTES) ile fonksiyonlandırılan 20, 35, 50, 70 ve 90 nm boyutlarındaki silika nanotanecikleri, grafen oksit yüzeyine bağlanarak silika–grafen oksit nanohibrit yapılar elde edilmiştir. Hazırlanan nanohibritlerin yapısal, morfolojik ve kolloidal özellikleri incelenmiştir. Farklı boyuttaki nanohibritler, ağırlıkça %0.5 oranında epoksi matrisinde dağıtılmış ve elde edilen nanokompozitler ST37 çeliği üzerine döndürerek kaplama yöntemiyle uygulanmıştır. Kaplama kalınlığı, sertlik, yüzey pürüzlülüğü, temas açısı ve korozyon dayanımı özellikleri incelenmiştir. Sonuçlar, silika tanecik boyutunun epoksi esaslı nanokompozit kaplamaların özellikleri üzerinde belirleyici bir etkiye sahip olduğunu ortaya koymuştur. 20 nm silika içeren nanohibrit katkılı kaplama en yüksek korozyon direncini göstermiş; AFM ölçümleri yüzeyin daha homojen ve pürüzsüz, temas açısı analizleri ise daha hidrofobik olduğunu kanıtlamıştır. Ayrıca, nanohibrit katkısı kaplamanın sertliğini artırmış; en yüksek sertlik değeri 90 nm silika tanecikleri kullanıldığında elde edilmiştir.