Yağ asidi/PEMA kompozit karışımlarının hazırlanması ve gizli ısı enerji depolama özelliklerinin belirlenmesi
Preparation and determination of latent heat energy storage properties of fatty acid/PEMA composite mixtures
Yazar: ARZU KARLI
Danışman: PROF. DR. AHMET SARI
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Enerji = Energy ; Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Differensiyel tarama kalorimetresi = Differential scanning calorimetry ; Enerji depolama sistemi = Energy storage system ; Polietilmetakrilat = Polyethylmethacrylate ; Termal bozunma = Thermal decomposition ; Termal dönüşüm = Thermal conversion ; Termal enerji = Thermal energy ; Termal iletkenlik = Thermal conductivity ; Yağ asitleri = Fatty acids

Özet:
Bu çalışmada, ısıl enerji depolama (IED) amaçlı yapıca kararlı faz değişim maddeleri (FDM) olarak polimer/yağ asidi kompozit karışımları hazırlandı ve ısıl-fiziksel özellikleri belirlendi. Böyle bir karışımda, yağ asidi bir gizli ısı depolama maddesi, polimer ise, yapısal kararlılığından dolayı yağ asidinin eriyerek karışımdan akmasını engelleyen bir destek maddesidir. Bundan dolayı bu karışımlar yapıca kararlı kompozit FDM'ler olarak isimlendirilir. Deneysel çalışmalarda, PEMA/KA, PEMA/LA, PEMA/MA ve PEMA/PA kompozitler içerisindeki yağ asitlerinin maksimum karışım oranı belirlendi. Daha sonra yağ asitlerinin polimerlerle karışabilirliği FT-IR spektroskopisi ve Optik mikroskop ile doğrulandı. DSC analiz metodu ile yapıca kararlı FDM'lerin erime sıcaklıkları ve erime gizli ısıları belirlendi. TGA analizleri hazırlanan FDM'lerin ısıl olarak oldukça kararlı olduklarını gösterdi. Ayrıca söz konusu kompozit FDM'ler 5000 kez ısıl dönüşüme maruz bırakılarak ısıl ve kimyasal olarak güvenilir oldukları belirlendi. Kompozit FDM'lerin ısıl iletkenlikleri kütlece % 5 oranında genişletilmiş grafit (GG) ilave edilerek önemli derecede arttırılmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlar göz önüne alınarak yapıca kararlı kompozit FDM'ler olarak PEMA/yağ asidi karışımlarının IED uygulamaları için büyük bir potansiyele sahip oldukları sonucuna varıldı.

Abstract:
In this study, the composite mixtures of polymer/fatty acid as novel form-stable phase change materials (PCMs) for thermal energy storage were prepared and determined thermal properties such as melting temperature and latent heat of fusion of PCMs. In such a blend, fatty acid serves as a latent heat storage material and when the polymer acts as a supporting material, which prevents the leakage of the melted fatty acid because of providing structural strength. Therefore, it is named of form-stable composite PCM. In the experimental studies, firstly, the maximum composition ratio PEMA/CA, PEMA/LA, PEMA/MA, and PEMA/PA composites was determined. Afterwards, the miscibility of fatty acids with the polymers was proved by FT-IR Spectroscopy and optic microscopy methods. The melting temperature and the latent heat of fusion the form-stable PCMs were determined by DSC analysis method. TGA analysis showed that the microPCMs had good chemical stability. Moreover, prepared composite PCM?s were subjected to 5000 times thermal cycling test and test results showed that the composite PCMs have good thermal reliability and chemical stability. Thermal conductivities of the composite PCMs were enhanced significantly by addition of expanded graphite EG in mass ratio of 5%. By considering obtained experimental results, it was concluded that the PEMA/fatty acid blends as form-stable composite PCMs have great potential for TES applications.