Karbon dolgulu siklo-olefin kopolimer (COC) kompozitlerin reolojik davranışlarının incelenmesi
Investigation on rheological behavior of cyclo-olefin copolymer (COC) composites filled with carbon based fillers
Yazar: ALPER KAŞGÖZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ALİ DURMUŞ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Grafitler = Graphites ; Karbon lifler = Carbon fibers ; Karbon siyahı = Carbon black ; Kompozit polimerler = Composite polymers

Özet:
Bu tez çalışmasında, farklı tipte karbon dolgular içeren siklo-olefin kopolimer (COC) esaslı kompozitler eriyik harmanlama yöntemiyle hazırlanmış ve elde edilen kompozitlerin mikro-yapı özellikleri ve reolojik davranışları incelenmiştir. Örneklerde, karbon siyahı, karbon elyaf, grafit ve genleştirilmiş grafit gibi farklı geometri ve fiziksel özelliklere sahip karbon dolgular kullanılmıştır. Farklı dolgu oranlarına sahip örnek serileri laboratuvar ölçekli çift vidalı ekstruderde hazırlanmış ve kompozitlerin viskoelastik özelliklerindeki değişimler, rotasyonel reometrede gerçekleştirilen testlerle incelenmiştir. Kompozitlerin eriyik haldeki reolojik testleriyle, dolgu tipi, geometrisi ve dolgu oranına bağlı olarak modül, viskozite ve faz farkı gibi reolojik prametrelerin değişimi incelenmiş ve elde edilen veriler çeşitli reolojik yaklaşımlar modellenerek kompozit malzemeler için önemli bir fiziksel parametre olan kritik dolgu oranı (perkolasyon bileşimi) belirlenmiştir. Elde edilen viskoelastik davranış verilerinden kompozitler için diğer önemli yapısal ve fiziksel değişkenler olan topaklaşma, yönlenme, dağılım gibi özelliklerin dolgu türü ve oranına göre değişimi incelenmiştir.Ayrıca, kullanılan dolguların ve bazı kompozitlerin morfolojik özellikleri, taramalı elektron mikroskobundaki (FESEM) mikro-yapı incelemeleri ile belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, microstructural features and rheological behaviors of cycloolefin copolymer (COC) based composites which were prepared with melt processing method and include various types of carbon fillers, were investigated. Several carbon-based fillers, with different geometry and physical properties, such as carbon black, carbon fiber, graphite and expanded graphite were used. Series of samples including various amounts of fillers were prepared in a lab-scale twin screw extruder and the viscoelastic properties of samples were studied in a rotational rheometer. Variation in rheological parameters such as shear modulus, viscosity and phase angle depending on the geometry and physical properties of fillers and amount in the composition were investigated in detail by the rheological tests. Rheology data were quantified by several approaches to determine percolation threshold which is a critical physical paranmeter for composites. The viscoelastic parameters were also used to determine other important structural and physical parameters aggregation, orientation and dispersion depending on the filler type and amount.Furthermore, morphological properties of the fillers and some composites were characterized by microstructural investigation in a field emission scanning electron microscope (FESEM).