Isıl enerji depolama amaçlı bazı polimer/yağ asidi karışımlarının hazırlanması ve ısıl özelliklerinin belirlenmesi
Preparation of some polymer/fatty acid mixtures for thermal energy storage and determination of their thermal properties
Yazar: MURAT AKÇAY
Danışman: DOÇ.DR. AHMET SARI
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizikokimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Enerji = Energy ; Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu çalışmada, ısıl enerji depolama (IED) amaçlı şekilce kararlı faz değişim maddeleri (FDM) olarakpolimer/yağ asidi kompozit karışımları hazırlandı ve ısıl-fiziksel özellikleri belirlendi. Böyle birkarışımda, yağ asidi bir gizli ısı depolama maddesi, polimer ise, yapısal kararlılığından dolayı yağasitinin eriyerek karışımdan akmasını engelleyen bir destek maddesidir. Bundan dolayı bu karışımlarşekilce kararlı kompozit FDM'ler olarak isimlendirilir. Deneysel çalışmalarda, ilk olarak şekilcekararlı kompozit karışımlar; polivinilalkol (PVA)/Laurik asit (LA), PVA/Miristik asit (MA),PVA/Palmitik asit (PA) ve PVA/stearik asit (SA), polivinilalkol (PVC)/Laurik asit (LA),PVC/Miristik asit (MA), PVC/Palmitik asit (PA) ve PVC/stearik asit (SA), içerisindeki yağ asitlerininmaksimum karışım oranı belirlendi. Daha sonra yağ asitlerinin polimerlerle karışabilirliği mikroskopi,viskozimetri ve FT-IR spektroskopisi ile doğrulandı. Son aşamada, diferansiyel taramalı kalorimetre(DSC) analiz metodu ile şekilce kararlı FDM'lerin erime sıcaklıkları ve erime gizli ısıları belirlendi.Şekilce kararlı PVA/LA, PVA/MA, PVA/PA, PVA/SA, PVC/LA, PVC/MA, PVC/PA ve PVC/SA(50/50 wt%)'nın erime sıcaklıkları ve erime gizli ısıları DSC analizleriyle sırasıyla 38.8, 49.2, 54.4,64.7, 39.8, 50.2, 56.2, 67.4oC ve 97.8, 103.2, 120.3, 129.3, 96.4, 105.3, 121.6, 132.6 J/g olarakölçüldü. Elde edilen deneysel sonuçlar göz önüne alınarak şekilce kararlı kompozit FDM'ler olarakPVA/yağ asidi ve PVC/yağ asidi karışımlarının tatmin edici ısıl-fiziksel özellikleri, istenilenboyutlarda hazırlanabilme avantajları ve ek bir depolama kabı gerektirmeksizin pratik olarak kullanımavantajı bakımından IED uygulamaları için büyük bir potansiyele sahip oldukları sonucuna varıldı.Anahtar kelimeler: : Laurik asit (LA), miristik asit (MA), palmitik asit (PA), stearik asit (SA),polivinil alkol (PVA), polivinil klorür (PVC), Şekilce kararlı FDM, Faz değişim maddesi, Isıl enerjidepolama.

Abstract:
In this study, the composite mixtures of polymer/fatty acid as novel form-stable phase changematerials (PCMs) for thermal energy storage (TES) purpose were prepared and determined thermalproperties such as melting temperature and latent heat of fusion of PCMs. In such a blend, fatty acidserves as a latent heat storage material and when the polymer (PVA or PVC) acts as a supportingmaterial, 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, themaximum composition ratio of all fatty acids in the form-stable PCMs; polyvinyl alcohol(PVA)/Lauric acid (LA), PVA/Myristic acid (MA), PVA/Palmitic acid (PA) ve PVA/stearic acid(SA), polyvinyl chloride (PVC)/Lauric acid (LA), PVC/Myristic acid (MA), PVC/Palmitic acid (PA)ve PVC/stearic acid (SA), was determined. Afterwards, the miscibility of fatty acids with the polymerswas proved by microscopy, viscosimetry and Fourier Infrared Transform (FT-IR) Spectroscopymethods. At final stage, the melting temperature and the latent heat of fusion the form-stable PCMswere determined by differential scanning calorimeter (DSC) analysis method. The meltingtemperatures and latent heats of the form-stable PVA/LA, PVA/MA, PVA/PA, PVA/SA, PVC/LA,PVC/MA, PVC/PA, and PVC/SA (50/50 wt%) were measured as 38.8, 49.2, 54.4, 64.7, 39.8, 50.2,56.2, 67.4oC, and 97.8, 103.2, 120.3, 129.3, 96.4, 105.3, 121.6, and 132.6 J/g respectively by DSCanalysis. By considering obtained experimental results, it was concluded that the PVA/fatty acid andPVC/fatty acid blends as form-stable composite PCMs have great potential for TES applications interms of their satisfactory thermal properties, advantages of preparation with desirable dimensions andpractical utility advantage without extra storage container.Key words: Lauric acid (LA), myristic acid (MA), palmitic acid (PA), stearic acid (SA), polyvinylalcohol (PVA), polyvinyl chloride (PVC), Phase change material (PCM), Form-stable PCM, , Thermalenergy storage