Χρήση μαγνητικών νανοσωματιδίων σε θερμοπλαστικά πολυμερή για βελτίωση της ανακυκλωσιμότητάς τους και πρόσδοση πολυλειτουργικότητας

Αγγελίνας, Γεώργιος; Angelinas, Georgios

dc.contributor.author	Αγγελίνας, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Angelinas, Georgios	en
dc.date.accessioned	2024-04-24T09:03:00Z
dc.date.available	2024-04-24T09:03:00Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59267
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26963
dc.rights	Default License
dc.subject	Nανοσωματίδια	el
dc.subject	Oξείδιο σιδήρου	el
dc.subject	'Iνες άνθρακα	el
dc.subject	Hλεκτοαπόθεση	el
dc.subject	Mαγνητικά	el
dc.subject	Νanoparticles	en
dc.subject	Ιron oxide	el
dc.subject	Ψarbon fibers	el
dc.subject	Εlectrodeposition	el
dc.subject	Μagnetic	el
dc.title	Χρήση μαγνητικών νανοσωματιδίων σε θερμοπλαστικά πολυμερή για βελτίωση της ανακυκλωσιμότητάς τους και πρόσδοση πολυλειτουργικότητας	el
dc.title	Usage of magnetic nanoparticles on thermoplastic polymers in order to increase their recyclability and multifunctionality	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Σύνθετα υλικά	el
heal.classification	Composite Materials	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-09-29
heal.abstract	Τα σύνθετα υλικά πολυμερικής μήτρας με ενίσχυση ινών άνθρακα έχουν πολύ διαδεδομένη χρήση στη βιομηχανία και τις κατασκευές εξαιτίας των πολύ υψηλών μηχανικών αντοχών και της μικρής πυκνότητας τους. Εξαιτίας του υψηλού κόστους της παραγωγής αλλά και των υπάρχοντων μεθόδων διάθεσης των απορριμάτων των ινών άνθρακα στο τέλος της ζωής τους, υπάρχει ανάγκη για την εύρεση οικονομικότερων και πιο ποιοτικών μεθόδων ανακύκλωσης των προαναφερθέντων συνθέτων, με κύριο στόχο τη διατήρηση των μηχανικών τους ιδιοτήτων. Ο σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η διερεύνηση της βελτίωσης της ανακυκλωσιμότητας των ινών ανθρακα μέσω της επικάλυψης της επιφάνειάς τους με μαγνητικά νανοσωματίδια Fe3O4 μέσω ηλεκτροφορητικής απόθεσης. Στόχος είναι στο τέλος να παρασκευαστεί σύνθετο δείγμα πολυπροπυλενίου-ινών άνθρακα στο οποίο όταν εφαρμοστεί εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο χαμηλής συχνότητας, η θερμοκρασία τοπικά γύρω από τις ίνες να αυξάνεται, μέσω της επαγωγικής θέρμανσης, πάνω από το σημείο τήξης του πολυπροπυλενίου (170οC). Η τοπική τήξη λόγω της κατανομής της παραγόμενης θερμότητας στη μήτρα του πολυμερούς, επιτρέπει την εύκολη αποκόλληση των ινμών άνθρακα από την μήτρα πολυπροπυλενίου. Αυτό συμβαίνει εξαιτίας των μαγνητικών νανοσωματιδίων που λειτουργούν ως υποδοχείς ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, μετατρέπουν την ενέργεια του πεδίου και παράγουν θερμότητα μέσω του μηχανισμού της υστέρησης. Οι παράμετροι που μελετήθηκαν είναι η τεχνική επιφανειακής προκατεργασίας των ινών άνθρακα, ο αριθμός των κύκλων ηλεκτροαπόθεσης που πραγματοποιούνταν ανά δείγμα ινών, ο αριθμός των στρώσεων των ινών ανά δείγμα, η μέθοδος ανάδευσης του λουτρού μεταξύ των κύκλων ηλεκτροαπόθεσης, καθώς και οι συγκεντρώσεις του λουτρού ακετόνης σε ιώδιο και νανοσωματίδια. Για την μελέτη και τη σύγκριση των αποτελεσμάτων χρησιμοποιήθηκαν μετρήσεις SEM/EDX, Raman, XRD, αλλά και μέτρηση των αναπτυσσόμενων θερμοκρασιών με χρήση θερμικής κάμερας.	el
heal.abstract	Composite materials of polymeric matrix with carbon fiber reinforcement have shown a widespread use in industrial and construction applications due to their high mechanical properties and low density. Due to the high cost of production as well as the existing methods of disposal of carbon fiber waste at the end of their life, there is a high need of finding recycling methods, which are more economical and preservative over mechanical properties, for these composite materials. The aim of this work is the investigation of the improvement of recyclability of carbon fibers due to the use of magnetic Fe3O4 nanoparticles as coating by applying an electrophoretic deposition process. The final goal is to produce a polypropylene/carbon fibers composite sample in which, when a low-frequency alternating magnetic field is applied the temperature around the fibers locally increases, through induction heating, above the melting point of polypropylene (170oC). Local melting due to the distribution of the generated heat in the polymeric matrix, allows the carbon fibers to be easily detached. This happens because of the magnetic nanoparticles that act as electromagnetic field receptors, convert the energy of the field and generate heat through the hysteresis mechanism The parameters that have been tested in this work are: the surface pre-treatment process, the number of the EPD cycles for each sample, the number of the fibers’ layers in each sample, the stirring method between the EPD cycles, as well as the concentrations of iodine and nanoparticles in the EPD acetone bath. SEM/EDX measurements, Raman and XRD spectrometry as well as thermal camera measurements were used for the comparison of the results of the above process.	en
heal.advisorName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.advisorName	Charitidis, Constantinos	en
heal.committeeMemberName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Παυλάτου, Ευαγγελία	el
heal.committeeMemberName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Charitidis, Constantinos	en
heal.committeeMemberName	Pavlatou, Evangelia	en
heal.committeeMemberName	Kordatos, Konstantinos	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών (ΙΙΙ)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	60 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false