Üç Boyutlu Yazıcı Teknolojisi Kullanılarak Grafen Takviyeli Polimer Kompozitlerin Hazırlanması ve Özelliklerin İncelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2026
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HAZAL NUR ERDİNÇ CANBAY
Danışman: Hale Berber
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Vat-fotopolimerizasyon (VPP) tabanlı üç boyutlu (3B) yazıcı teknolojileri, kalıp gereksinimi olmadan nano katkı içeren görece yüksek viskoziteli polimer kompozitlerin üretimine olanak sağlaması ve yüksek çözünürlük üretimleri sayesinde son yıllarda artan bir ilgi görmektedir. Mikro ölçekli detay gerektiren kafes yapılar gibi karmaşık geometrilerin üretilebilmesi, bu yöntemin öne çıkan avantajları arasındadır. Epoksi, akrilik, akrilat veya üretan polimerik yapıların fotopolimerizasyonu ile yüksek çözünürlük, boyutsal doğruluk özelliklerinde polimerik malzemeler üretilebilmektedir. Karbon nanotüp gibi nano katkılar ile takviyelendirilmiş üretan akrilat reçinelerin 3B yazıcı teknolojileri ile elektrostatik deşarj özelliğinde nanokompozit malzemeler üretilebilmektedir. Polimer matrisli nanokompozitlerde kullanılan katkılar arasında indirgenmiş grafen oksit (rGO) yüksek intrinsik termal iletkenliği sayesinde dikkat çekmektedir. Bu çalışmada, rGO katkılı akrilik esaslı polimer nanokompozitler Dijital Işık İşleme (DLP) tabanlı 3B yazıcı ile üretilmiştir. rGO katkı oranı, kafes tasarım ve ikincil kürleme stratejilerinin malzeme özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. İlk aşamada rGO'nun matris içerisinde homojen olarak dağıtılmasını sağlayan uygun çözücü seçimi yapılmış ve polimer matrisin ağırlıkça %0.1, %0.25 ve %0.5 oranında rGO katkılı polimer nanokompozitler hazırlanmıştır. Ayrıca, %0.1 oranında rGO içeren nanokompozit malzeme ikincil kürleme işlemine tabi tutulmuştur. Elde edilen nanokompozit numunelerin yapısı XRD, morfolojisi FE-SEM, mekanik özellikleri çekme, darbe, basma ve sertlik testleri ile ve termal davranışları ise DSC ve termal iletkenlik analizleri ile belirlenmiştir. Analiz sonuçları, rGO konsantrasyonunun, 3B baskı parametrelerinin ve ikincil kürleme işleminin nanokompozit özellikleri üzerinde önemli rol oynadığını göstermiştir. İkincil kürlenme işlemi uygulanmış ağırlıkça %0.1 oranında rGO içeren nanokompozitin katkısız reçineye kıyasla çekme dayanımında %46, elastik modülüs %26.3 ve kopma dayanımında %29 artış elde edilmiştir. Darbe tokluğu %185, Shore D sertliği %19 ve gyroid kafes yapıya sahip basma dayanımı % 6 oranında artmıştır. Termal iletkenlik değerleri ise artan rGO oranıyla birlikte artmıştır ve ağırlıkça %0.5 rGO içeriğinde %5.5 artış sağlanmıştır. Bu çalışma, 3B baskı parametreleri ve rGO oranının optimize edilmesi ile fonksiyonel prototipler, elektronik muhafazalar, elektromanyetik koruma yapıları ve akıllı sistemler gibi uygulamalar için kullanım potansiyelinde olduğunu göstermiştir.