Research Article

Farklı Dispersiyon Tekniklerinin Elektroeğirilmiş Karbon Nanotüp/ Termoplastik Poliüretan Nanokompozitlerin Elektromekanik Özelliklerine Etkisinin Deneysel İncelenmesi

Volume: 10 Number: 4 October 25, 2022
EN TR

Farklı Dispersiyon Tekniklerinin Elektroeğirilmiş Karbon Nanotüp/ Termoplastik Poliüretan Nanokompozitlerin Elektromekanik Özelliklerine Etkisinin Deneysel İncelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, elektroeğirilmiş karbon nanotüp (KNT)/ termoplastik poliüretan (TPU) nanokompozitinin manyetik karıştırma (MK), ultrasonik banyo (UB) ve ultrasonikasyon (S) gibi farklı dispersiyon yöntemlerinin morfolojik ve elektromekanik özellikleri üzerindeki etkisi hakkında detaylı bir araştırma yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar KNT’de uygulanan dispersiyon yönteminin, numunelerin fiziksel, elektromekanik ve sensör özelliklerinde çok önemli bir rol oynadığını göstermektedir. Mikroskobik incelemeler, ultrasonik kuvvetin pozitif etkisi sayesinde S numunelerin daha iyi dağılmış lifli yapılar verdiğini göstermektedir. Ayrıca özellikle S-örneklerinde, TPU çözeltisine KNT'lerin eklenmesiyle iletkenliğin lifli yapının daha iyi dağılmasına bağlı olarak yaklaşık 10 kat arttığı görülmüştür. Mekanik testlerden S numunelerinde kopma uzamasının MK numunelerine göre %31.6 ve çekme dayanımının ise yaklaşık %56 arttığı gözlemlenmiştir. Bunun yanında, çekme gerinim testinden, tüm numunelerin iki lineer bölgede gerinime duyarlı tepkiler verdiği ve S numunelerinde MK ve UB numunelerine oranla daha yüksek sayıdaki nanofiber ağlardan dolayı daha hassas tepki verdiği görülmüştür. Elde edilen sonuçlar KNT dispersiyon tekniğinin, numunelerin sadece fiziksel özellikleri değil, aynı zamanda elektromekanik ve sensör özelliklerini de ciddi oranda etkilediğini gösterirken özellikle yüksek hassasiyetli, esnek gerinim sensörleri üretiminde KNT'lerin dağılımını kontrol etmenin önemine dair yeni bakış açıları kazandırmaktadır.

Keywords

Supporting Institution

Türk-Alman Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi

Project Number

2019BM016

Thanks

Bu çalışma Türk-Alman Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından desteklenmiştir (Proje no: 2019BM016). Bu çalışmada Marmara Üniversitesi Teknoloji Fakültesi, Tekstil Mühendisliği bölümü öğretim üyesi Doç. Dr. Muhammet Uzun ve Öğr. Gör. Kübra Yıldız taramalı elektron mikroskobu testlerinin planlanmasında katkılar sunmuşlardır.

References

  1. [1]I. Kang, M.J. Schulz, J.H. Kim, V. Shanov V, D. Shi, “A carbon nanotube strain sensor for structural health monitoring, ”Smart materials and structures, vol.15, no.3, pp.737, 2016.
  2. [2]H. Jo, J.W. Park, B.F. Spencer, H.J. Jung, “Develoment of high-sensitivity wireless strain sensor for structural health monitoring, ” Smart Strucures and Systems, vol.11, no.5, pp. 477-496, 2013.
  3. [3]A. Sanli, O. Kanoun, “Electrical impedance analysis of carbon nanotube/epoxy nanocomposite-based piezoresistive strain sensors under uniaxial cyclic static tensile loading,” Journal of Composite Materials, vol.54, no.6, pp. 845-855, 2020.
  4. [4]A. Sanli, “Investigation of temperature effect on the electrical properties of MWCNTs/epoxy nanocomposites by electrochemical impedance spectroscopy,” Advanced Composite Materials, vol.29, no.1, pp.31-41, 2020.
  5. [5]A. Sanli, A. Benchirouf, C. Müller, O. Kanoun, “Piezoresistive performance characterization of strain sensitive multi-walled carbon nanotube-epoxy nanocomposites, ” Sensors and Actuators A: Physical, vol.254, pp.61-68, 2017.
  6. [6]A. Sanli, C. Müller, O. Kanoun, C. Elibol, M.F.X.Wagner, “Piezoresistive characterization of multi-walled carbon nanotube-epoxy based flexible strain sensitive films by impedance spectroscopy,” Composites Science and Technology, vol.122, pp.18-26, 2016.
  7. [7]A. Sanli, R. Ramalingame, O. Kanoun, “Piezoresistive pressure sensor based on carbon nanotubes/epoxy composite under cyclic loading,” IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC), Houston, TX, USA, pp.14-17, 2018.
  8. [8]Y. Wang, L. Wang, T. Yang, X. Li, X. Zang, M. Zhu, ... & H. Zhu, “Wearable and highly sensitive graphene strain sensors for human motion monitoring,” Advanced Functional Materials, vol.24, no.29, pp.4666-4670, 2014.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

October 25, 2022

Submission Date

October 13, 2021

Acceptance Date

February 23, 2022

Published in Issue

Year 2022 Volume: 10 Number: 4

APA
Şanlı, A. (2022). Farklı Dispersiyon Tekniklerinin Elektroeğirilmiş Karbon Nanotüp/ Termoplastik Poliüretan Nanokompozitlerin Elektromekanik Özelliklerine Etkisinin Deneysel İncelenmesi. Duzce University Journal of Science and Technology, 10(4), 2039-2051. https://doi.org/10.29130/dubited.1009022
AMA
1.Şanlı A. Farklı Dispersiyon Tekniklerinin Elektroeğirilmiş Karbon Nanotüp/ Termoplastik Poliüretan Nanokompozitlerin Elektromekanik Özelliklerine Etkisinin Deneysel İncelenmesi. DUBİTED. 2022;10(4):2039-2051. doi:10.29130/dubited.1009022
Chicago
Şanlı, Abdulkadir. 2022. “Farklı Dispersiyon Tekniklerinin Elektroeğirilmiş Karbon Nanotüp Termoplastik Poliüretan Nanokompozitlerin Elektromekanik Özelliklerine Etkisinin Deneysel İncelenmesi”. Duzce University Journal of Science and Technology 10 (4): 2039-51. https://doi.org/10.29130/dubited.1009022.
EndNote
Şanlı A (October 1, 2022) Farklı Dispersiyon Tekniklerinin Elektroeğirilmiş Karbon Nanotüp/ Termoplastik Poliüretan Nanokompozitlerin Elektromekanik Özelliklerine Etkisinin Deneysel İncelenmesi. Duzce University Journal of Science and Technology 10 4 2039–2051.
IEEE
[1]A. Şanlı, “Farklı Dispersiyon Tekniklerinin Elektroeğirilmiş Karbon Nanotüp/ Termoplastik Poliüretan Nanokompozitlerin Elektromekanik Özelliklerine Etkisinin Deneysel İncelenmesi”, DUBİTED, vol. 10, no. 4, pp. 2039–2051, Oct. 2022, doi: 10.29130/dubited.1009022.
ISNAD
Şanlı, Abdulkadir. “Farklı Dispersiyon Tekniklerinin Elektroeğirilmiş Karbon Nanotüp Termoplastik Poliüretan Nanokompozitlerin Elektromekanik Özelliklerine Etkisinin Deneysel İncelenmesi”. Duzce University Journal of Science and Technology 10/4 (October 1, 2022): 2039-2051. https://doi.org/10.29130/dubited.1009022.
JAMA
1.Şanlı A. Farklı Dispersiyon Tekniklerinin Elektroeğirilmiş Karbon Nanotüp/ Termoplastik Poliüretan Nanokompozitlerin Elektromekanik Özelliklerine Etkisinin Deneysel İncelenmesi. DUBİTED. 2022;10:2039–2051.
MLA
Şanlı, Abdulkadir. “Farklı Dispersiyon Tekniklerinin Elektroeğirilmiş Karbon Nanotüp Termoplastik Poliüretan Nanokompozitlerin Elektromekanik Özelliklerine Etkisinin Deneysel İncelenmesi”. Duzce University Journal of Science and Technology, vol. 10, no. 4, Oct. 2022, pp. 2039-51, doi:10.29130/dubited.1009022.
Vancouver
1.Abdulkadir Şanlı. Farklı Dispersiyon Tekniklerinin Elektroeğirilmiş Karbon Nanotüp/ Termoplastik Poliüretan Nanokompozitlerin Elektromekanik Özelliklerine Etkisinin Deneysel İncelenmesi. DUBİTED. 2022 Oct. 1;10(4):2039-51. doi:10.29130/dubited.1009022