Penta gliserin, neopentil glikol neopentil  alkol ve ötektiklerinin poliakrilik asit kabuk içinde kapsüllenmesi ve ısı depolama özelliklerinin incelenmesi
Microencapsultion of glycerine, neopentyl glycol, neopentyl alcohol and their eutectics in poliacrylic acid shell and investigation of their thermal energy storage properties
Yazar: YUSUF MERT
Danışman: PROF. DR. CEMİL ALKAN ; PROF. DR. AHMET SARI
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Fizikokimya = Physical chemistry

Özet:
Son yıllarda yapılan birçok çalışma farklı polimer kabuk malzemeler aracılığıyla kapsüllenmiş faz değişim malzemeleri (FDM' ler) kullanılarak ısıl enerji depolama konusunda yoğunlaşmıştır. Bu doğrultuda bu çalışmada, Neopentil glikol (NPG), Neopentil alkol (NPA), Pentagliserin (PGLS) ve ikili ötektik karışımları (NPG-NPA, NPG-PGLS, NPA-PGLS) kullanılarak poliakrilik asit (PAA) kabuk malzemesi yardımıyla mikro/nano kapsül üretilmiştir. Mikro/nano kapsüllenmiş bazı polimerlerin kimyasal ve morfolojik yapıları karakterize edilmiş ve ısıl enerji depolama özellikleri (TES) ölçülmüştür. Kapsüllerin üretiminde poliakrilik asit (PAA) kabuk malzeme olarak görev alırken polialkoller çekirdek malzemesi olarak görev yapmıştır. Bir tür çapraz bağlama maddesi, başlatıcılar, sıcaklık, homojenleştirme hızı, monomer/PMC oranı, türü ve miktarı gibi kapsüllenme parametreleri sistematik olarak optimize edilmiştir. Polialkoller ya da onların ötektik karışımları çevresindeki polimer kabuk oluşumu FT-IR spektroskopi kullanılarak karakterize edilmiştir. Hazırlanan kapsül morfolojisi POM ve SEM teknikleri kullanılarak araştırılmıştır. Sonuçlar; hazırlanan kapsüllerin homojen yapılı düzgün küre şeklinde olduğunu göstermiştir. Parçacık boyut dağılımı (PBD) analizi, kapsüllerin çap dağılımının mikro ve nano boyutlar arasında olduğunu göstermiştir. DSC analizi ile ölçülen TES özellikleri polialkol ve ötektik polialkol karışımı içeren kapsüllerin sırasıyla (-32 oC)-(+82 oC) ve (-39 oC)-(+35 oC) aralığında sırasıyla bir faz geçiş sıcaklığına sahip olduklarını ve enerji depolama kapasitelerinin ise 80 J/g olduğunu göstermiştir. Ayrıca, üretilen kapsüllerin 5000 kez ısıtma/soğutma ısıl döngüsü sonrasında kararlı oldukları görülmüştür. Buna ek olarak hazırlanan kapsüllerin iyi ısıl dayanıklılık, tersinir faz değişim ve uygun yüksek ısıl iletkenlik değerine sahip olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In recent years, several works have been carried out about thermal energy storage using encapsulated phase change materials (PCMs) via different polymer shell materials. With this regard, this work is aimed to prepare, characterize the chemical and morphological structures and determine the thermal energy storage (TES) properties of micro/nano encapsulated some polyalcoholos such as neopenthylglycol(NPG), neopenthylalcohol(NPA), pentaglycerine (PGLS) and their binary eutectic mixtures (NPG-NPA, NPG-PGLS and NPA-PGLS) by using two different acrylic based-shell materials such as polyacrylic acid(PAA). In the capsules, polyalchols works as core material while PAA serves as shell material. The encapsulation parameters such as type and amount of crosslinking agent and initiator, temperature, homogenization rate and monomer/PCM ratio were optimized systematically. The polymer shell formation around polyalcohols or their eutectic mixtures was characterized by using FT-IR spectroscopy. The morphology of the prepared capsules were investigated using POM and SEM techniques. The results showed that the prepared capsules had smooth spherical shape with uniform structure. The particle size distribution (PSD) analysis showed that the diameter distribution of the capsules were between from micro and nano sizes. The TES properties measured using DSC analysis indicated that the micro/nano capsules with highest ratio of polyalcohols and eutectic mixtures have a phase transition temperature in the range of abaout (-32)°C-(+82)°C and (-39)°C-(+35)°C, respevtively and also they storages latent heat as maximally 80 J/g. After repeated 5000 heating and cooling cycles, the prepared micro/nano capsules had good thermal reliability. In addition, the prepared capsules hd good thermal durability and phase change reversibility behavior and reasonable high thermmal conductivity values.