Παρασκευή σύνθετων υλικών πολυμερικής μήτρας με τροποποιημένες ίνες άνθρακα

Σεμιτέκολος, Διονύσης; Semitekolos, Dionysis

dc.contributor.author	Σεμιτέκολος, Διονύσης	el
dc.contributor.author	Semitekolos, Dionysis	en
dc.date.accessioned	2018-09-25T08:18:42Z
dc.date.available	2018-09-25T08:18:42Z
dc.date.issued	2018-09-25
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47666
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.8623
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Πολυμερή	el
dc.subject	Σύνθετα Υλικά	el
dc.subject	Τροποποιημένες ίνες άνθρακα	el
dc.subject	Electro-polymerization	en
dc.subject	Interface	en
dc.subject	Delamination	en
dc.subject	Polymer composites	en
dc.subject	Carbon fibre	en
dc.title	Παρασκευή σύνθετων υλικών πολυμερικής μήτρας με τροποποιημένες ίνες άνθρακα	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Composite	el
heal.classification	Σύνθετα Υλικά	el
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-07-02
heal.abstract	Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία, μελετήθηκε η επίδραση των διάφορων επιφανειακών τροποποιήσεων σε υφάσματα ινών άνθρακα, στην μορφολογία της διεπιφάνειας και στις μηχανικές ιδιότητες σύνθετων υλικών. Επιπλέον έγινε σύγκριση των δύο τεχνικών μορφοποίησης που επιλέχθηκαν για την κατασκευή των σύνθετων υλικών. Ως μήτρα για τα σύνθετα υλικά επιλέχθηκε η εποξειδική ρητίνη της HUNTSMAN Industries (Η.Π.Α.) “Araldite LY 556”, ενώ το ύφασμα ινών άνθρακα της Hexcel Industries Inc (Η.Π.Α.) είναι μιας διεύθυνσης ύφασμα ινών άνθρακα υψηλής εφελκυστικής αντοχής. Οι τρεις τεχνικές τροποποίησης που μελετήθηκαν είναι: i) ηλεκτροχημική τροποποίηση μέσω κυκλικής βολταμετρίας, ii) ηλεκτροπολυμερισμός με MAA και iii) τροποποίηση με Plasma, ενώ ο χαρακτηρισμός τους έγινε με τις τεχνικές SEM, FT-IR, TGA και XPS. Οι δύο τεχνικές μορφοποίησης είναι: i) θερμή συμπίεση και ii) έγχυση υπό κενό. Τα σύνθετα υλικά δοκιμάστηκαν ως προς την μηχανική τους απόδοση με δοκιμή σε κάμψη, δοκιμή σε διάτμηση, νανο-διείσδυση και εξετάστηκε το πορώδες τους μέσω της υπολογιστικής μικροτομογραφίας. Τέλος έγινε μελέτη της διεπιφάνειας μήτρας – ίνας μετά τη θραύση, με την χρήση SEM. Η ηλεκτροχημική τροποποίηση έγινε με την χρήση ποτενσιοστάτη με εύρος σάρωσης από -3V έως 3V και ξανά στα -3V για 10 κύκλους. Μέσω του SEM παρατηρήθηκε η αύξηση της τραχύτητας στην επιφάνεια των ινών λόγω των κύκλων οξείδωσης – αναγωγής ενώ η XPS ανάλυση έδειξε τα ποσοστά του οξυγόνου να αυξάνονται με την εμφάνιση της καρβονυλομάδας. Ο ηλεκτροπολυμερισμός του MAA πραγματοποιήθηκε με την χρήση ποτενσιοστάτη με σταθερό δυναμικό τα -0,435V για 1 ώρα. Με την ανάλυση FT-IR παρατηρήθηκε η εμφάνιση της καρβοξυλομάδας στην επιφάνεια των ινών, ενώ μέσω της XPS παρουσιάστηκε πως το ποσοστό του οξυγόνου αυξήθηκε κατά 8%. Η τροποποίηση με Plasma διεξήχθη παρουσία οξυγόνου ως αντιδραστήριο με χρόνο τροποποίησης τα 5 λεπτά και με ισχύ τα 200W. Η ανάλυση XPS έδειξε αύξηση στα ποσοστά του οξυγόνου κατά 5%. Η μορφοποίηση των σύνθετων υλικών όπως προαναφέρθηκε έγινε με την τεχνική της θερμής συμπίεσης και της έγχυσης υπό κενό. Και στις 2 περιπτώσεις χρησιμοποιήθηκαν 10 στρώσεις υφάσματος ινών άνθρακα για να είναι τα αποτελέσματα συγκρίσιμα. Οι μηχανικές ιδιότητες των σύνθετων υλικών με τα τροποποιημένα υφάσματα ήταν αρκετά ενθαρρυντικές με την τεχνική της θερμής συμπίεσης, ενώ αυξήθηκαν σημαντικότερα στην έγχυση υπό κενό. Συγκεκριμένα η πιο βελτιωμένη ιδιότητα ήταν αντοχή σε διάτμηση με ηλεκτροπολυμερισμένα υφάσματα ινών άνθρακα, καθώς αυξήθηκε κατά 36,20%. Σημαντική διαφορά φάνηκε και στο πορώδες των σύνθετων υλικών που είχαν μορφοποιηθεί με την τεχνική της έγχυσης υπό κενό, καθώς βρέθηκε μειωμένο κατά 3% σε σύγκριση με τα σύνθετα με θερμή συμπίεση.	el
heal.advisorName	Ζουμπουλάκης, Λουκάς	el
heal.committeeMemberName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Κοντού, Ευαγγελία	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	142 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true