Coating of Silicon Carbide Surface with Polymers and Investigation of its Material Properties

Abstract

Polystyrene is one of commercial polymers with versatile usage. In order to improve some properties of PS, some additives can be used and production of blends and composites are common as well. These methods, due to the shorter time needed than developing a new material, are preferred. Silicon carbide (SiC) is a semiconductor material with high oxidation resistance and with high thermal conductivity.

 In this study, SiC nanoparticles, which are not compatible with PS, are coated with PS to render it compatible and by using these nanoparticles, PS nanocomposited having SiC have been prepared with molten mixing method. For this reason, SiC nanoparticles were first coated with PS. To prevent the agglomeration fo SiC nanoparticles in PS, the coated SiC nanoparticles (PS/SiC) were prepared followed by determination of coating percentage. This characterization was performed with analysis and TGA. Coated SiC particles were added into the extruder without the need of external addition of a compatibilizer and the homogeneity of the molecular distribution was examined. PS was added 4% PS/SiC, extruder outputs were collected and pressed into pellets and films were produced with hot press from these pellets. Similar experiments were performed with SiC particles which were not coated. Thermal, morphologic and mechanical properties of unadultareted PS, composite having 4% PS/SiC, and a sample of PS with 4% uncoated SiC were investigated. These samples revealed that TGA, microscopy and DMA analyses yielded better distribution in PS-coated SiC, along with the observation of better mechanic strength and thermal behavior, and a homogeneous microscopic appearance.

Keywords

• -

Silisyum Karbür Yüzeyinin Polimerle Kaplanması ve Malzeme Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

Polistiren (PS) çok amaçlı kullanılabilen ticari polimerlerdendir. PS’in birtakım özelliklerini iyileştirmek için bazı katkılar kullanılabildiği gibi harman, kompozit yapılması da yaygındır. Bu yöntemler yeni bir malzeme geliştirmekten daha kısa sürede tamamlandığı için tercih edilirler. Silisyum karbür (SiC) ise yüksek oksidasyon direncine sahip, yüksel termal iletkenlikli yarı iletken bir malzemedir.

Bu çalışmada, PS ile uyumlu olmayan SiC nanotanecikleri PS ile kaplanarak PS ile uyumlu hale getirilmiş ve PS uyumlu SiC nanotanecikleri kullanılarak SiC içeren PS nanokompozitleri eriyik karıştırma yöntemi ile hazırlanmıştır. Bu amaçla önce SiC nanotanecikleri PS ile kaplanmıştır. SiC nanotaneciklerinin PS’de aglomerasyonunu önlemek için kaplanarak uyumlaştırılmış SiC’ler (PS/SiC) hazırlandıktan sonra kaplanma yüzdesi belirlenmiştir. Bu karakterizasyon analitik yöntem ve TGA ile yapılmıştır. Kaplanan SiC tanecikleri PS’e eriyik karıştırma yöntemiyle dışarıdan uyumlaştırıcı katılmasına gerek olmadan ekstrüdere katılmış ve moleküllerin dağılımının homojen olup olmadığı incelenmiştir. PS’e %4 PS/SiC katılarak ektrüder çıktıları alınmış ve pelet haline getirilmiş, peletlerden sıcak preste film elde edilmiştir. Karşılaştırma amaçlı kaplanmamış SiC tanecikleri ile de deney tekrarlanmıştır. Katkısız PS, %4 PS/SiC içeren kompozit ve %4 kaplanmamış SiC içeren PS ile hazırlanan örneklerin termal, morfolojik ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Bu örneklerde TGA, mikroskop ve DMA kullanılarak yapılan karakterizasyonların sonucunda PS kaplanmış (PS/SiC) içeren PS örneğinde dağılımın daha iyi gerçekleştiği, örneklerin mekanik dayanımlarında ve termal davranışlarında iyileşme gözlendiği ve mikroskop görüntülerinde dağılımın homojen olduğu belirlenmiştir.

Keywords

• -