Development of polymer-based microcapsule reinforced composite material

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ELMAS KIRTAY

Danışman: Tarık Eren

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Her geçen gün artan nüfus, teknolojik gelişmeler ve bunların beraberinde artan yaşam standartları tüm dünyada ihtiyaç duyulan enerji talebini arttırmaktadır. Bu nedenlerden dolayı enerji depolama ve yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı iyi birer alternatiftir. Enerjinin farklı türleri çeşitli yöntemlerle depolanabilir. Bu alanda yapılan çalışmalar incelendiğinde faz değişim malzemelerinin (FDM'lerin) kullanıldığı görülmektedir. Bu malzemeler termal enerji depolayabilir ve faz değişim sürecinde büyük miktarda gizli ısıyı emebilir ve serbest bırakabilir. Ancak bu malzemelerin termal kararlılığı ve uzun süreli özelliğini koruyamaması gizli ısı depolamanın kullanımında karşılaşılan bazı sorunlardır. Bu sorunların çözümü için FDM'lerin kapsülleme veya bir konteyner içinde saklama şeklinde uygulaması üzerine çalışmaların yapıldığı görülmektedir. Tez çalışmasında polimetil metakrilat-polietilen glikol esaslı kopolimerler sentezlenmiş ve ticari parafin (ticari RT-28, RUBITHERM®) kapsüllenmiştir. Kapsülleme verimliliği ve ısı depolama kapasitesi değerlendirildikten sonra, (i) Stöber prosesi ile silika, (ii) karboksimetil selüloz (CMC) ve (iii) ticari silikat çözeltisi (Flexdub) ile ikinci bir katmanın kaplaması yapılmıştır. Elde edilen kapsüllerin kimyasal yapıları FTIR kullanılarak analiz edilmiş, termal davranışları TGA ve DSC ile değerlendirilmiş, yüzey morfolojisi ve mikroskobik yapısının incelenmesi için TEM, yüzey elementel analizi için XPS kullanılmıştır. Kapsüllerin 100 °C de ve 50 termal döngü sonrasında kararlı olduğu görülmüştür. Çift kaplama sonrası özellikle ticari silikat çözeltisi (Flexdub) ile çift katmanlı FDM'nin 140 °C de kararlı olduğu gözlenmiştir. İki katmanlı kapsüllerin ekstrüder hattında davranışını incelemek için polipropilen matrikse belli oranda ekleme yapılmış ve elde edilen kompozitin faz değişim özelliği incelenmiştir.