Pvdf esaslı kompozit filmlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Production and characterization of pvdf based composites
Yazar: SEMRA TURALİ
Danışman: DOÇ. DR. HANDE ÇELEBİ
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında, polivinilidin florür'ün (PVDF) mekanik ve dielektriksel özelliklerini geliştirmek amacıyla seramik dolgu maddesi baryum titanat (BT) kullanılarak çözelti dökme yöntemiyle polimer kompozit filmlerin üretilmesi amaçlanmıştır. PVDF ile BT arasında güçlü bir ara yüzey oluşturmak için TEOS (tetraetil ortosilikat) kullanılarak farklı derişimlerde BT@SiO2 partikülleri elde edilmiştir. Elde edilen partiküller XRD (X-Işını Difraktometresi), Zeta Potansiyeli ve TEM (Geçirimli Elektron Mikroskobu) yöntemleri kullanılarak karakterize edilmiştir. BT/PVDF ve BT@SiO2/PVDF kompozit filmlerinin dielektrik ve mekanik özellikleri belirlenerek karşılaştırmalar yapılmıştır. Ayrıca FTIR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi), SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu), DSC (Diferansiyel Taramalı Kalorimetre), TGA (Termal Gravimetrik Analiz) ve Temas Açısı gibi analizler uygulanarak kompozit filmlerin karakteristik özellikleri araştırılmıştır. PVDF esaslı kompozit filmler üzerine gerçekleştirilen analiz sonuçları SiO2'in BT üzerine başarılı bir şekilde kaplandığını ve dolgu malzemesinin kompozit filmlerin mekanik ve dielektriksel özelliklerini iyileştirdiğini göstermiştir. Saf PVDF, BT/PVDF ve BT@SiO2/PVDF filmleri karşılaştırıldığında, 10,8 olan dielektrik sabitinin sırasıyla 14,2 ve 16,5'e yükseldiği görülmüştür. SiO2 kaplamasının en yüksek olduğu BT@SiO2/PVDF filmlerde 100 Hz'de 24,8 gibi yüksek değerlere rastlanmıştır.

Abstract:
Within the scope of this thesis, it is aimed to produce polymer composite films by solution casting method using ceramic filler barium titanate (BT) to improve the mechanical and dielectric properties of polyvinylidene fluoride (PVDF). To provide a strong interface between PVDF and BT, TEOS (tetraethyl orthosilicate) was used to obtain BT@SiO2 particles at different concentrations. The obtained particles were characterized by the methods such as XRD (X-Ray Diffractometer), Zeta Potential and TEM (Transmission Electron Microscope). The dielectric and mechanical properties of BT/PVDF and BT@SiO2/PVDF composite films were determined and comparedto each other. In addition, FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), SEM (Scanning Electron Microscopy), DSC (Differential Scanning Calorimetry), TGA (Thermal Gravimetric Analysis) and Contact Angle Analyses were done and the characteristic properties of the composite films were investigated in detail. The results of analyses on PVDF based composite films showed that SiO2 was successfully coated on BT and that the ceramic filler improved the mechanical and dielectric properties of the composite films. When pure PVDF, BT/PVDF and BT@SiO2/PVDF films were compared, the dielectric constant increased from 10,8 to 14,2 and 16,5, respectively. Especially for the BT@SiO2/PVDF films having the highest amount of SiO2 coating the dielectric constant was found as 24,8 at 100 Hz.