Isıl enerji depolama kapasitesine sahip UV ışınlarıyla sertleşebilen kompozit yapıların geliştirilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2018
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: EMRE BAŞTÜRK
Danışman: MEMET VEZİR KAHRAMAN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Faz değişim malzemeleri (FDM); sabit bir sıcaklıkta faz değişimi göstermeleri, birim hacim başına büyük ölçüde gizli ısı depolama kapasiteleri nedeniyle ısıl enerji depolama sistemleri için gelecek vaat eden malzemelerdir. Faz değişim malzemeleri bir fazdan diğer faza geçerken, erime ve donma çevrimleri sırasında ısıl enerjiyi soğuran, depolayan ve yayan malzemelerdir. Faz değişim malzemeleri birçok avantaj ve dezavantajlara sahiptirler. Faz değişim malzemeleri uygun sıcaklıklarda faz değişimi göstermeleri, yüksek gizli ısıya sahip olmaları gibi avantajlara ve faz değişim sürecinde düşük ısıl iletim performansına sahip olmaları, stabil olmamaları ve faz değişimi sırasında akma problemi göstermeleri gibi dezavantajlara sahiptirler. Bu tez çalışmasında, faz değişim malzemelerinin göstermiş olduğu akma problemi, yağ alkollerinin fotoçapraz bağlanmış polimerik sistemler ile kaplanarak ve mikroenkapsüle edilerek çözülmüştür. Çalışmanın birinci bölümünde, UV ışınları ile sertleştirme tekniği kullanılarak fotoçapraz bağlanmış oktadekanol, eikosanol ve dokosonol esaslı faz değişim malzemeleri hazırlanmıştır. Akrillenmiş soya yağı epokside soya ile akrilik asit reaksiyonu ile hazırlanmıştır. UV ışınları ile sertleştirilmiş faz değişim malzemelerinin ısıl özellikleri diferansiyel taramalı kalorimetri ile incelenmiştir. Erime ve donma çevrimlerinde akrillenmiş soya yağı herhangi bir faz değişim özelliği göstermezken, buna karşın yağ alkolu içeren formülasyonlar endotermik ve ekzotermik özellikler göstermişlerdir. Çalışmanın ikinci bölümünde, yağ alkolu içeren fotoçapraz bağlanmış tiyol-en esaslı polimerler hazırlanmış ve faz değişim malzemelerinin özelikleri incelenmiştir. Bu çalışmada tiyol-en esaslı polimer matriks akma problemini çözmek için kullanılmıştır. Çalışmanın üçüncü bölümünde, UV ışınları ile sertleştirilmiş iç içe geçmiş polimer ağsı yapılı faz değişim malzemeleri hazırlanmıştır. Hazırlanan bu çalışma literatürde bulunmamaktadır. Bu çalışmada, tetradekanol, hekzadekanol ve oktadekanol yağ alkollerini içeren iç içer geçmiş polimer ağsı yapılı faz değişim malzemeleri hazırlanmıştır. Malzemelerin hazırlanmasında katyonik ve radikalik UV polimerizasyonu kullanılmıştır. Çalışmanın son bölümünde, UV ışınları ile sertleştirilen mikroenkapsüle edilmiş organik-inorganik faz değişim malzemeleri hazırlanmıştır. Hazıralanana mikro-FDM'lerin yağ alkolleri çekirdek ve metakrillenmiş poliakrilik asit polimeri ise kabuk kısmını oluşturmuştur. Hazırlama işlemi sırasında sol-gel yöntemi ve UV ışınbları ile kürleme teknikleri kullanılmıştır. Hazırlanan formülasyonlarda mikro-FDM'ler içerisindeki oktadekanol ve eikosanol içerikli çekirdek malzemelerinin yüzdesi arttıkça, erime ve donma entalpi değerleri de artmıştır. Hazırlanan tüm faz değişim malzemeleri ısıl enerji depolama uygulamaları için kullanımı umut vaat etmektedir.