Grafen oksit ve indirgenmiş grafen oksit katkılı biyopolimer nanokompozitlerin ekstrüzyon yöntemi ile hazırlanması ve karakterizasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: AHMET ÖZKAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Hale Berber
Eş Danışman: Sennur Deniz
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Son yıllarda biyolojik olarak çözünebilen polimerler, ekolojik sürdürülebilirlik bakımından giderek daha fazla önem kazanmış ve mühendislik uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Polilaktik asit (PLA), biyobozunurluğu ve geri dönüştürülebilirliği nedeniyle öne çıkan bir polimerdir. Ancak, düşük mekanik dayanımı, kırılgan yapısı ve sınırlı termal kararlılığı gibi dezavantajları nedeniyle mühendislik uygulamalarında kullanımını artırmak için modifikasyon gerekmektedir. Bu bağlamda, grafen oksit (GO) ve indirgenmiş grafen oksit (rGO) gibi karbon bazlı nanomalzemeler, PLA'nın özelliklerini iyileştirmek amacıyla potansiyel takviye malzemeleri olarak değerlendirilmektedir. Bu çalışmada, GO ve rGO katkılı PLA bazlı biyonanokompozitler üretilmiş ve bu katkıların termal, mekanik ve morfolojik özellikler üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, GO'dan rGO sentezlenmiş ve elde edilen nanopartiküller eriyik harmanlama yöntemiyle PLA matrisiyle birleştirilmiştir. Üretilen biyonanokompozitler çeşitli karakterizasyon teknikleri ile analiz edilmiştir. Termal analizler, GO ve rGO'nun PLA'nın termal kararlılığını artırarak kristallenme oranını artırdığını göstermiştir. Ancak, yüksek katkı oranlarında homojen dağılımın sağlanamaması nedeniyle kristallenme davranışında düzensizlikler gözlenmiştir. GO ve rGO'nun mekanik özellikler üzerindeki etkisi, katkı oranına bağlı olarak değişmiş ve belirlenen katkı oranlarında çekme mukavemeti en yüksek seviyeye ulaşmıştır. Bununla birlikte, yüksek oranlarda GO ve rGO aglomerasyon oluşturduğundan mekanik dayanımda düşüş gözlenmiştir. Morfolojik incelemeler, GO ve rGO'nun PLA matrisi içinde homojen dağıldığını ve bu durumun mekanik ve termal özellikleri iyileştirdiğini göstermiştir. GO ve rGO'nun PLA matrisine ilavesi, düşük ve orta katkı oranlarında kristallenmeyi teşvik ederken, yüksek oranlarda düzensiz polimer-nanotanecik etkileşimlerine neden olmuştur. Sonuç olarak, GO ve rGO katkılı PLA bazlı biyonanokompozitlerin biyomedikal cihazlar, esnek elektronikler, gıda ambalajları ve mühendislik uygulamalarında geniş bir kullanım potansiyeline sahip olduğu belirlenmiştir. Belirlenen katkı oranlarında PLA'nın mekanik ve termal dayanımı önemli ölçüde iyileşmiş, ancak yüksek yükleme oranlarında dispersiyon problemleri nedeniyle sınırlamalar ortaya çıkmıştır. Sonuçlar, GO ve rGO varlığında ve farklı oranlarında üretilen PLA bazlı biyonanokompozitlerin endüstriyel kullanımı için potansiyel taşıdığını göstermiştir.