Ανάπτυξη και αποτίμηση πολυμερικών διαλυμάτων με νανοσωματίδια για επικάλυψη επιφανειακά τροποποιημένων ινών άνθρακα

Παρώνης, Ευθύμιος; Paronis, Efthymios

dc.contributor.author	Παρώνης, Ευθύμιος	el
dc.contributor.author	Paronis, Efthymios	en
dc.date.accessioned	2022-10-26T07:25:28Z
dc.date.available	2022-10-26T07:25:28Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55999
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23697
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	Sizing/carbon fibre/polymer solution/composite material/polymer matrix	en
dc.subject	Κολλάρισμα/Ίνα άνθρακα/πολυμερικό διάλυμα/σύνθετο υλικό/πολυμερική μήτρα	el
dc.title	Ανάπτυξη και αποτίμηση πολυμερικών διαλυμάτων με νανοσωματίδια για επικάλυψη επιφανειακά τροποποιημένων ινών άνθρακα	el
heal.type	masterThesis
heal.secondaryTitle	Development of nano-enhanced sizing solutions for carbon fibres	el
heal.classification	Σύνθετα Υλικά Πολυμερικής Μήτρας	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-06-30
heal.abstract	Στη παρούσα διπλωματική εργασία, στόχο αποτελεί η ανάπτυξη νέων διαλυμάτων κολλαρίσματος (sizing) με νανοσωματίδια, τα οποία είναι συμβατά με εποξειδικές ρητίνες και θα χρησιμεύσουν στην κατασκευή πολυλειτουργικών σύνθετων υλικών, τα οποία είναι ενισχυμένα με ίνες άνθρακα. Ο όρος Sizing αναφέρεται σε μια πολυμερική επίστρωση, της οποίας σκοπός είναι η επικάλυψη της ίνας άνθρακα και η προστασία της κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας της, ενώ η εισαγωγή των νανοσωματιδίων και η προσκόλλησή τους στην επιφάνεια της ίνας, είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος για τη βελτίωση της πρόσφυσης μεταξύ ίνας άνθρακα και πολυμερικής μήτρας, μέσω της ενίσχυσης των διεπιφανειακών δεσμών που αναπτύσσονται. Επίσης η προσθήκη νανοσωματιδίων στο sizing θα βελτιώσει τις μηχανικές ιδιότητες του σύνθετου. Για τη διεξαγωγή του πειράματος χρησιμοποιήθηκε εμπορικό υδατικό πολυμερικό διάλυμα sizing, εμπορική ίνα άνθρακα καθώς και εμπορικά υδατικά διαλύματα νανοσωματιδίων CNTs και FLG τα οποία είναι επιφανειακά τροποποιημένα με πλάσμα για τη δημιουργία ομάδων (Ο2, Ν2, ΝΗ3). Αφού διερευνήθηκε η διασπορά των νανοσωματιδίων, πραγματοποιήθηκε ανάμιξη με το εμπορικό διάλυμα sizing. Συνολικά παρασκευάστηκαν 18 διαλύματα sizing με νανοσωματίδια, διαφορετικής περιεκτικότητας και χημικής τροποποίησης. Για την διαδικασία χρησιμοποιήθηκε μια διάταξη ανεπτυγμένη στο εργαστήριο για την καταβύθιση και αποστράγγιση της ίνας σε διαλύματα sizing. Η διάταξη περιλαμβάνει δυο συσκευές. Η μια συσκευή ονομάζεται dip coater και χρησιμεύει στην καταβύθιση της ίνας στο διάλυμα sizing, ενώ η δεύτερη ονομάζεται nip roller και στόχος της είναι η αποστράγγιση της ίνας. Το φίλμ επικάλυψης της ίνας, το οποίο θα δημιουργηθεί, είναι αποτέλεσμα τριών παραγόντων οι οποίοι είναι το ιξώδες του διαλύματος, η αποστράγγιση της ίνας και τα τριχοειδή φαινόμενα. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε αφαίρεση του sizing της εμπορικής ίνας άνθρακα σε φούρνο έψησης και σε θερμοκρασία 600 οC. Η διερεύνηση της θερμοκρασίας, πραγματοποιήθηκε μέσω της μεθόδου της θερμοβαρυμετρικής ανάλυσης (TGA). Ετοιμάστηκαν συνολικά 21 δείγματα. Τα 18 εμβαπτίστηκαν στα διαλύματα με νανοσωματίδια που παρασκευάστηκαν, ένα δείγμα στο εμπορικό διάλυμα και τα άλλα δυο αφορούν την reference ίνα και την desized ίνα. Ακολούθησε ο χαρακτηρισμός των δειγμάτων μέσω ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης (SEM) και της γωνίας επαφής(contact angle). Κατόπιν ακολούθησε ο εμποτισμός της ίνας σε εποξειδική ρητίνη με σκλυρηντή προκειμένου να μελετηθούν οι μηχανικές ιδιότητες διάτμησης και εφελκυσμού του σύνθετου υλικού. Από τα αποτελέσματα τα διαλύματα sizing που έδειξαν την καλύτερη διαβροχή ινών καθώς και καλύτερη μηχανική συμπεριφορά είναι αυτά με τους νανοσωλήνες άνθρακα και το γραφένιο, τα οποία είναι χημικά τροποποιημένα με N2 και με περιεκτικότητα 0,1%wt.	el
heal.advisorName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.advisorName	Ζουμπουλάκης, Λουκάς	el
heal.committeeMemberName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Ζουμπουλάκης, Λουκάς	el
heal.committeeMemberName	Μανωλάκος, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	86 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false