Al2O3 katkılı süperhidrofobik epoksi filmlerin eldesi ve farklı yüzeyler üzerindeki özelliklerinin incelenmesi
Fabrication of Al2O3 added superhydrophobic epoxy films and investigation of the properties on different surfaces
Yazar: HAKAN SEVİNÇ
Danışman: DOÇ. DR. MERVE DANDAN DOĞANCI
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Alüminyum oksit = Aluminum oxide ; Epoksi = Epoxy ; Hidrofobik kaplamalar = Hydrophobic coatings

Özet:
Kendi kendini temizleme, su iticilik gibi özellikler gösteren süperhidrofobik yüzeyler yüksek yüzey pürüzlülüğüne ve düşük yüzey enerjisine sahiptir. Son yıllarda süperhidrofobik yüzeylere olan ilgi artmış ve hidromarin, otomotiv, biyomedikal, tekstil vb. birçok sektörde kullanılmaya başlanmıştır. Süperhidrofobik yüzey elde etmede kullanılan yöntemin hızlı, verimli, ölçeklenebilir ve ekonomik olması önemlidir. Bu kriterler düşünülerek mikro/nano pürüzlülüğü sağlamak amacıyla polimer matris içerisine nanopartikül eklenmesi kolay ve düşük maliyetli bir yöntemdir. Literatürde TiO2, SiO2, Al2O3 gibi mikro ve nano partiküller kullanılarak süperhidrofobik yüzeyler elde edilmiştir. Bu nanopartiküllerin çeşitlendirilmesi ve kullanımının arttırılmasına ihtiyaç duyulmaktadır. 
Bu çalışmada hidrofobize edilmiş inorganik alüminyum oksit (Al2O3) nanopartikülleri, epoksi reçineler kullanılarak hazırlanan kaplama çözeltileriyle cam, galvanizli metal yüzey ve pürüzlendirilmiş galvanizli metal yüzeyler, daldırarak kaplama yöntemiyle kaplandı. Kaplama çözeltilerinin nanopartikül konsantrasyonları değiştirilerek elde edilen yüzeylerin hidrofobik özellikleri incelendi. Yüzeylerin su ile yaptığı temas açıları Attension Teta Lite temas açısı ölçüm cihazı ile, yüzey morfolojileri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile belirlendi. Al2O3 konsantrasyonunun artışı ile yüzeylerde artan pürüzlülüğe bağlı olarak 150° den daha büyük temas açısına sahip süperhidrofobik yüzeyler elde edildi. Kaplamanın yüzeye yapışma performansı yapışma testiyle belirlendi. Metal yüzeylerin korozyon direnci, korozyon kabininde nötral tuzlu su sisi testi ile gözlemlendi. Özellikle pürüzlendirilmiş galvanizli metal yüzeylerde Al2O3 konsantrasyonu artışıyla korozyon dayanımının arttığı ve kırmızı pas oluşumunun azaldığı tespit edildi.

Abstract:
Superhydrophobic surfaces with properties such as self-cleaning and water repellency have high surface roughness and low surface energy. In recent years, interest in superhydrophobic surfaces has increased and the superhydrophobic surfaces has been started widely used in several sectors such as hydromarine, automotive, biomedical, textile etc.  It is important that the method used to obtain a superhydrophobic surface is fast, efficient, scalable and economical. Considering these criteria, adding nanoparticles into the polymer matrix is an easy and low-cost method to provide micro/nano roughness. Superhydrophobic surfaces were obtained by using micro and nano particles such as TiO2, SiO2, Al2O3. There is a need to diversify and increase the use of these nanoparticles.
In this study, hydrophobized inorganic aluminum oxide (Al2O3) nanoparticles were coated with coating solutions prepared using epoxy resin, by dip coating method on glass, galvanized metal surfaces and roughened galvanized metal surfaces. The hydrophobic properties of the surfaces were investigated by varying the nanoparticle concentrations of the coating solutions. The water contact angles of the surfaces were determined via the Attension Teta Lite contact angle meter device, and the surface morphologies were determined via scanning electron microscope (SEM) and atomic force microscope (AFM). Due to the increased roughness of the surfaces with the increase of Al2O3 concentration, superhydrophobic surfaces with a contact angle greater than 150° were obtained. The adhesion performance of the coating to the surface was determined by the adhesion test. The corrosion resistance of metal surfaces was observed in the corrosion chamber by neutral salt spray fog test. Especially on roughened (skin passed) galvanized metal surfaces, it was determined that corrosion resistance increased, and red rust formation decreased with the increase in Al2O3 concentration.