Mikrodalga destekli sol-jel metodu ile süperhidrofilikbuğulanmayan yüzey sentezi
Mechanically stable superhydrophilic antifog surface by microwave assisted sol-gel method
Yazar: SADIK SATI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HİKMET OKKAY ; DOÇ. DR. UĞUR CENGİZ
Yalova Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya ve Süreç Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Mikrodalgalar = Microwaves ; Sol-jel yöntemi = Sol-gel method ; Temas açısı = Contact angle

Özet:
Bu çalışmada, düşük maliyetli tek adımlı mikrodalga destekli sol-jel tekniği ile optik olarak şeffaf ve mekanik olarak kararlı süperhidrofilik kompozit ince filmler üretilmiştir. Üretilen süperhidrofilik buğulanmayan yüzey, diğer geleneksel
yöntemlere göre daha düşük enerji tüketimi ve daha yüksek verim ile üretilebilmektedir. Çalışma siloksan ve polimer içeren kompozit malzemelerin mikrodalga ortamında sentezlenmesi ve devamında cam yüzeylere kaplanması temel adımlarını içermektedir. Mikrodalga reaksiyon süresi, homo TMOS yüzeylerinin yüzey karakterizasyonu sonucu elde edilen verilere göre 17.5 dakika olarak optimize edilmiştir. PVA-TMOS kompozit filmlerinin ıslanabilirlik performansı ve buğulanmama davranışı, PVA içeriğinin değişimine göre araştırılmış, kompozit yüzeylerin statik temas açısı değerlerinin 30 o ile 5 o arasında değiştiği görülmüştür. Eğim açısı 9 o olan süperhidrofilik yüzey, yeterli buğu önleyici performans göstermiştir. Kompozit yüzeyin mekanik dayanıklılığı da çizilme ve yapışkan bant testi ile karakterize edilmiştir. Bununla birlikte 100 gün boyunca zamana bağlı su temas açısı değerleri de ölçülen kaplamalardan, TMPV 96 olarak adlandırılan ve ağırlıkça % 0.096 PVA içeriğine sahip kompozit film kaplı şeffaf süperhidrofilik yüzeyin daha yüksek mekanik performans gösterdiği tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, optically transparent and mechanically stable of superhydrophilic composite thin films were fabricated via a low-cost one-step microwave-assisted sol-gel technique. The produced superhydrophilic non-fogging surface is produced with lower energy consumption and higher efficiency compared to other traditional methods. Furthermore to these advantages, it has provided comfort in daily life and industry as well as safety benefits. The study is novel in terms of synthesizing and coating siloxane and polymer-containing composite materials in microwave environment. The microwave reaction time was optimized according to surface characterization of homo TMOS surfaces. The reaction time was arranged as 17.5 minutes having low cost compared to the conventional sol-gel technic. The wettability performance and antifogging behavior of PVA-TMOS composite films were investigated according to variation ofthe PVA content. The static contact angle
values of the composite surfaces were found to vary between 30 o and 5 o . Superhydrophilic surface having tilt angle is 9 o showed a good antifogging performance. Mechanical durability of the composite surface was also characterized
by scratching and adhesive tape test. In addition, the time depending water contact angle was also measured for 100 days. It is found that TMPV 96 composite film having 0.096 (wt, %) content of PVA showed higher mechanical performance with
transparent superhydrophilic surface.