Elektriksel iletkenlik ve yağ absorpsiyon uygulamaları için selüloz asetat nanoliflerin geliştirilmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında elektro çekim yöntemi ile selüloz asetat (CA) polimer çözeltilerinden nanolifli yüzeyler üretilmiştir. Tez çalışması, CA nanoliflerin farklı alanlardaki uygulamalar için potansiyellerinin araştırılması üzerinedir. Tez iki bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, CA nanolifli yüzeylerin hem mekanik hem de elektriksel özellikleri geliştirilerek karakterizasyonları yapılmıştır. Bu kapsamda, elektro çekim yöntemi ile elde edilen CA nanolifli yüzeylerin mekanik özellikleri ard işlem yapılarak geliştirilmiştir. Yüzeyleri iletken hale getirmek amacıyla, CA nanolifli yüzeyler damla-kaplama yöntemi ile Poli(3,4-etilendioksitiyofen): polistiren sülfonat (PEDOT: PSS) ile kaplanmıştır. Elektriksel özellikleri geliştirmek için kaplama çevrim sayısı arttırılmıştır. Daha sonra, numunelerin yüzey, içyapı, termal, mekanik ve elektriksel karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, numunelerin eğilme davranışı incelenmiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde, karbon siyahı (CB) katkılı CA nanolifli yüzeyler elektro çekim yöntemi ile elde edilmiştir. Üretimler sonrası CA/CB yüzeyler ard işleme tabi tutularak mekanik özellikleri geliştirilmiştir. Elde edilen numunelerin yüzey, içyapı ve mekanik karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, numunelerin yağ absorpsiyon kapasiteleri araştırılmıştır. Böylece, elde edilen yüzeylerin atık su/yağ filtrasyonu uygulamalarındaki potansiyeli ortaya konmuştur. Tez çalışması kapsamında hazırlanan çözeltilerin viskozitesi ve pH değerleri ölçülmüştür. Üretilen nanolifli numunelerin karakterizasyonu, SEM, temas açısı, FTIR, DTA analizleri ve çekme testleri ile gerçekleştirilmiştir. Elektriksel özellikler iki-nokta direnç ölçümleri ile belirlenmiştir. Numunelerin yağ absorpsiyonu kapasiteleri ise distile su, deniz suyu, atık yağ, atık yağ:distile su, atık yağ:deniz suyu içerisinde belirlenmiştir. Sonuçlar, CA nanolifli yüzeylerin çeşitli uygulamalar için alternatif olabileceğini göstermiştir.

In this thesis, nanofiber mats were produced from cellulose acetate (CA) polymer solutions by electrospinning. The thesis consists of two parts. In the first part, both mechanical and electrical properties of CA nanofiber mats were developed and characterized. In this context, the mechanical properties of electrospun CA nanofiber mats were improved by post-treatment. In order to make the surfaces conductive, CA nanofiber mats were coated with Poly(3,4-ethylenedioxythiophene): polystyrene sulfonate (PEDOT: PSS) using drop-coating method. The number of coating cycles was increased to enhance the electrical properties. Afterwards, the surface, internal structure, thermal, mechanical, and electrical properties of the samples were investigated. Additionally, the bending behavior of the samples was examined. In the second part of the study, CA nanofiber mats CB-loaded CA nanofiber mats were produced by electrospinning. After production, CA/CB samples were subjected to post-processing to improve their mechanical properties. Surface, internal structure and mechanical characterizations of the samples were conducted. Additionally, the oil absorption capacities of the samples were investigated, demonstrating their potential in waste water/oil filtration applications. The viscosity and pH values of the solutions were measured. The nanofiber mats were characterized by SEM, contact angle, FTIR, DTA analyses, and tensile tests. Electrical properties were determined by two-point resistance measurements. The oil absorption capacities of the samples were investigated in distilled water, seawater, waste oil, waste oil:distilled water, and waste oil:seawater. The results showed that CA nanofiber mats are promising for various applications.