Atık strafor kullanarak grafen takviyeli polistiren kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2021

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: AMIN FIYOUJ

Danışman: Mevlüt Gürbüz

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada atık strafordan elde edilen polistiren matris malzeme, takviye elemanı olarak ta grafen (ağ. % 0, 0.15, 0.30, 0.45, 0.60, 0.75 ve 1), aerojel (ağ.% 3, 6 ve 9) ve grafen-aerojel kullanılarak kompozitler üretilmiştir. Elde edilen kompozitlere çekme dayanımı, Shore sertlik testi, yanmazlık (LOI) testleri uygulanmıştır. Kompozitlerin mikroyapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile analiz edilmiştir. Ayrıca TG ve FTIR analizleri de yapılmıştır. Sonuçlardan grafen takviyeli kompozitlerde çekme dayanımı takviyesiz örneklerle (0.67 MPa) kıyaslandığında, maksimum çekme dayanımı ağ.%0.45 grafen içeren kompozitte ( 2.84 MPa) elde edilmiştir. Shore sertlik testi sonucunda ise ağ.%0.45 grafen için en yüksek değer (194) elde edilmiştir. Artan grafen oranıyla çekme dayanımında ve sertlik değerinde düşüş gözlenmiştir. Aerojel takviyeli kompozitlerde ise ağ.9% aerojel içeren kompozit 0.85 MPa maksimum çekme dayanımı göstermiş, Shore sertliği ise 202'ye kadar arttığı görülmüştür. Mekanik özellik olarak en iyi kompozisyon olan ağ.%0.45 grafen içeren komppozite aerojel takviyesi yapılmış ve en yüksek çekme dayanımı sonucu 3.84 MPa olarak bulunmuştur. Sertlik testinde ise bu değer 150 olarak tesbit edilmiştir. Bu kompozitlerin yanma test sonuçlarından grafen takviyeli kompozitlerde sahip olduğu yüksek termal iletkenlikten dolayı yanma oranı artmış (%5.04), aerojel takviyesiyle ise artan miktara bağlı olarak polistirene (%1.74) göre yanma oranı (%0.54) earojelin oldukça düşük termal iletkenliğinden dolayı oldukça azalmıştır. Aerojel ve grafenin birlikte olduğu kompozitlerde ise en düşük yanma oranı %1.42 olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak belli bir değere kadar grafen takviyesi mekanik özellikler üzerine olumlu etki yaparken, yanmazlık özelliklerini olumsuz etkilemiştir. Diğer taraftan optimum miktarda grafen içeren kompozisyona aerojel takviyesinin yapılması hem mekanik hemde yanmazlık konusunda polistirene göre daha yüksek sonuç vermiştir. Aerojel tek başına kullanıldığında daha çok yanmazlık özelliğinin gelişmesine katkı vermiştir.