Epoksi kaplamalarda farklı katkılar kullanarak elektriksel, termal ve mekanik özelliklerin geliştirilmesi
Improvement of electrical, thermal and mechanical properties of the epoxy coatings by using different additives
Yazar: FUNDA DENİZ
Danışman: DOÇ. AYLİN ZİYLAN
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
İletken kaplamalar, sürtünme etkisinden ya da elektronik cihazlardan kaynaklanan statik elektriği topraklama yoluyla azaltmak ya da ortadan kaldırmak amacıyla kullanılan, iletkenliği yüksek malzemelerdir. Bu nedenle, statik yükü hızlı bir şekilde boşaltma kabiliyetine sahip bir zemin yüzeyi elde etmek insanları ve operasyonel tesisleri korumak için önemli bir güvenlik gereksinimidir. Bu hedef doğrultusunda uygun zemin kompozisyonlarının hazırlanması ve bu zeminlerin yüzey iletkenliklerinin arttırılması gerekmektedir. Karbon-karbon kovalent bağ ve kesintisiz hekzagonal ağ yapıları nedeniyle bilinen en güçlü ve en esnek malzemelerdir ve sahip oldukları metalik veya yarı iletkenlik özellikleri nedeniyle karbon nanotüpler, kompozit malzemelerdeki ara bağlantı ve iletkenlik arttırıcı bileşenler olarak araştırılmakta ve elektronik endüstrisinde, veri depolama aygıtlarında, yassı panel ekranlarda, otomobil lastikleri ve endüstriyel zemin uygulamaları gibi birçok farklı alanda kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı, klasik yer kaplamalarında kullanılan bisfenol A-A/F esaslı epoksi reçine ve sikloalifatik poliaminden oluşan sistemi farklı oranlarda tek duvarlı karbon nanotüp ile katkılandırarak, yer kaplamalarının yüzey direncini düşürmektir. Elde edilen kompozit kaplamaların karakterizasyonunda IEC 61340-4-9:2016 test metodu kullanılarak noktadan noktaya yüzey direnci ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Kimyasal ve termal karakterizasyonlar sırasıyla Fourier dönüşümlü kızılötesi (FTIR) spektroskopisi ve termogravimetrik analiz/diferansiyel termal analiz (TGA/DTA) ile belirlenmiştir. Kaplamaların yüzey morfolojileri stereo mikroskop ve yüzey pürüzlülüğü yüzey profilometresi ile incelenmiş, yüzey sertlikleri Shore D metodu ile, çekme-uzama özellikleri çekme mukavemet cihazı ile belirlenmiştir. İlave edilen farklı TDKNT oranları, çekme mukavemetinin ve iletkenliklerinin artmasını sağlamış ancak termal özelliğe ciddi bir katkı sağlamamıştır. Örneklerin yüzey pürüzlülüğü N3-N4 sınıfında belirlenmiştir.
Anahtar kelimeler : Epoksi, karbon, karbon nanotüp, yüzey direnci, iletkenlik

Abstract:
Conductive coatings are materials that are used to reduce or eliminate static electricity caused by friction or electronic devices by grounding. Therefore, obtaining a floor surface capable of quickly discharging static charge is an important safety requirement to protect people and operational facilities. In accordance with this purpose, it is necessary to prepare suitable coating compositions and increase the surface conductivity of these coatings. Due to metallic or semiconducture properties and flexibility, carbon nanotubes are investigated as interconnection and conductivity enhancing components in composite materials and are used in electronic industry, data storage devices, flat panel displays, automobile tires and industrial flooring applications. The aim of this study is to decrease the surface resistance by adding single-walled carbon nanotubes in different ratios to bisphenol A-A/F-based epoxy resin and cycloaliphatic polyamine system used in classical floor coverings. In the characterization of the coatings obtained, point-to-point surface resistance measurements were carried out using the IEC 61340-4-9:2016 test method. Chemical and thermal characterizations were determined by fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and thermogravimetric analysis/differential thermal analysis (TGA/DTA). The surface morphologies of the coatings were examined by stereo microscope and surface roughness by surface profilometer, surface hardness was determined by Shore D method and tensile-elongation properties were determined by tensile strength device. Adding different ratios of SWCNTs made an increase on tensile strength and conductivity, however did not significantly contribute to the thermal properties. The surface roughness of the samples was determined in the N3-N4 class.
Keywords : Carbon, carbon nanotube, conductivity, epoxy, surface resistivity