İçi boş silika nano-mikro kürelerin üretimi ve epoksi matrise takviye edilerek kompozitin özelliklerinin araştırılması
Production of hollow silica nanospheres and investigating the properties of the composite reinforced to epoxy matrix
Yazar: EDA DEMİR
Danışman: DOÇ. DR. ÖMER GÜLER
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Son yıllarda kaynakları gün geçtikçe azalan doğal malzemeler sebebiyle polimer malzemeler geniş bir uygulama alanına sahiptir. Polimer malzemelerin mekanik özellikleri, düşük yoğunluklara, termal özellikleri, yalıtım özellikleri ve işlenebilme kolaylığı gibi özelliklere sahip olmaları nanokompozit malzemelerin ticari alanlarda kullanımını arttırmaktadır. 
Bu tez çalışmasında, nanokompozitler için yüksek yüzey alanı, toksit madde oluşturmama, düşük yoğunluk, termal ve yalıtkanlık gibi karakteristik özelliklere sahip içi boş silika nano-mikro kürelerin sentezlenip takviye malzemesi olarak kullanılmış ve özellikleri incelenmiştir. Bu amaçla, bu çalışmada ağırlıkça farklı yüzde oranlarında içi boş silika nano-mikro küre/Epoksi polimer nanokompozitler çözelti karıştırma yöntemi ile üretilmiştir.  Polimer matris malzemesi ticari olarak çok yaygın olan aside, suya ve bazlara karşı direnci yüksek bir polimer olan epoksi malzemesi kullanılmıştır. Takviye malzemesi olarak kullanılan içi boş silika nano-mikro kürelerin üretimi sol-jel yöntemi ile üretilmiştir. İçi boş silika nano-mikro kürelerin epoksi polimeri içerisine homojen bir şekilde dağıtılabilmesi için izopropil alkol içerisinde çözdürülerek takviye edilmiştir. Sentezi gerçekleştirilen takviye malzemesinin x-ışını fotoelektron spektroskopisi, fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (F-TIR), x-ışını kırınımı, yüzey alanı ölçümü ve taramalı elektron miksroskobu (SEM) analizleri gerçekleştirilmiştir. Epoksi matris içerisine ağırlıkça %1, %5 ve %10 oranlarında içi boş silika nano-mikro küreler takviye edilerek hazırlanan epoksi nanokompozit malzemelerinin çekme testi, SEM, F-TIR, empedans tüpü ile ses iletim kaybı, diferansiyel taramalı kalorimetre ve termal iletkenlik özellikleri incelenmiştir.

Abstract:
Polymeric materials have a wide application area due to natural materials whose resources have been decreasing day by day in recent years. The mechanical properties of polymer materials, low density, thermal properties, insulation properties and ease of processing increase the use of nanocomposite materials in commercial areas.
In this thesis, hollow silica nano-microspheres with characteristics such as high surface area, non-toxicity, low density, thermal and insulating properties for nanocomposites were synthesized and used as reinforcement material and their properties were investigated. For this purpose, in this study, hollow silica nano-microsphere/Epoxy polymer nanocomposites in different percentages by weight were produced by solution mixing method. The polymer matrix material is commercially very common epoxy material, which is a polymer with high resistance to acid, water and bases. The production of hollow silica nano-microspheres used as reinforcement material was produced by the sol-gel method. Hollow silica is reinforced by dissolving in isopropyl alcohol in order to distribute nano-microspheres homogeneously into the epoxy polymer. X-ray photoelectron spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (F-TIR), x-ray diffraction, surface area measurement and scanning electron microscopy (SEM) analyzes of the synthesized reinforcement material were performed. Tensile test, SEM, F-TIR, sound transmission loss with impedance tube, differential scanning calorimeter and thermal conductivity properties of epoxy nanocomposite materials prepared by reinforcing hollow silica nano-microspheres in the ratio of 1%, 5% and 10% by weight into the epoxy matrix were examined.