Polimer kaplamalara katılan nanopartiküllerin kaplamanın farklı metal altlıklara yapışma davranışı ve mekanik özellikleri üzerine etkilerinin incelenmesi
Examination of the effects of nanoparticles incorporated into polymer coatings on the adhesion behavior and mechanical properties onto different metal substrates
Yazar: ALİ KEMAL ALTINOK
Danışman: PROF. DR. FAZLİYE KARABÖRK
Aksaray Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Makine Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Nanokompozitler = Nanocomposites ; Polimer kaplama = Polymer coating

Özet:
Bu çalışmada, polimer malzemeye katılan Grafen nanoplaka (GNP), ZnO ve SiO₂ nanopartiküllerin kaplamanın farklı metal altlıklara yapışma davranışı ve mekanik özellikleri üzerine etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda yapılan deneysel çalışmalar sonucunda, polimer matrise katılacak nanopartiküller ile elde edilecek yeni kompozit kaplamaların kullanılması sayesinde kaplamaların yüzeye tutunma davranışı ile mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi ve bu özellikleri en iyi şekilde sağlayan takviye ve altlık değişkenlerinin belirlenmesi hedeflenmektedir.  
Bu çalışmada, ağırlıkça %1 oranında nanopartikül katılan epoksi kaplamalar hazırlanmış ve galvaniz kaplamalı çelik plaka (galvanizli sac) ve kaplamasız siyah çelik plaka (siyah sac) üzerine uygulanmıştır. Partikül katılan kompozit kaplamalara; kaplamaların yüzeye yapışma davranışını belirlemek için kafes çizgi testi (cross-cut), elastik özelliklerin belirlenmesi için konik bükme testi, korozyon direncini belirlemek için tuzlu su sisi testi, ani yük etkisindeki davranışını belirlemek için darbe testi ve kaplama sertliğinin belirlenmesi için nanosertlik testi uygulanmıştır. Ayrıca, kompozit kaplama malzemesinin karakterizasyonu amacıyla, Fourier dönüşümlü kızılötesi (FTIR) spektroskopi analizi, termogravimetrik analiz (TGA), dinamik mekanik analiz (DMA) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikroyapı analizi yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, katılan nano partiküllerin kaplamanın yapışma performansını ve mekanik özelliklerini geliştirdiğini göstermiştir.

Abstract:
This study aims to investigate the effects of incorporating Graphene Nanoplatelets (GNP), ZnO, and SiO₂ nanoparticles into polymer materials on the adhesion behavior and mechanical properties of coatings on different metal substrates. Accordingly, through experimental investigations, the utilization of new composite coatings derived from nanoparticles incorporated into polymer matrices is targeted to enhance the adhesion behavior and mechanical properties of coatings. Moreover, the objective is to identify the reinforcement and substrate variables that optimize these properties.
In this study, epoxy coatings containing nanoparticle loading at a weight percentage of 1% were prepared and applied onto galvanized steel plates and uncoated black steel plates. Various tests were conducted on the composite coatings with incorporated particles to determine their adhesion behavior using cross-cut testing, elastic properties using cone bending testing, corrosion resistance using salt spray testing, behavior under sudden loading using impact testing, and coating hardness using nanoindentation testing. Additionally, for the characterization of the composite coating material, Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy analysis, thermogravimetric analysis (TGA), dynamic mechanical analysis (DMA), and microstructural analysis using scanning electron microscopy (SEM) were performed. The results obtained indicate that the addition of nanoparticles enhances the adhesion performance and mechanical properties of the coating.