Effect Of Carbon Nanotubes And Polyaniline On The Properties Of Polyacrylonitrile/carbon Nanotubes Composite Nanofibers

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2015Poliakrilonitril sentetik yarı kristalin organik polimerdir. Genel formülü (C3H3N)n  şeklindedir. Çoğu solvent ve kimyasala karşı dayanıklıdır. Akrilonitril polimerinden serbest radikal polimerizasyonu ile üretilir. Anyonik polimerizasyonla da üretilebilir. Yüksek moleküler ağırlıklı poliakrilonitril ile karbon fiber üretimi yapılır. Karbon nanotüpler tek katmanlı veya çok katmanlı olabilirler. Çapları 1 nm ile 100 nm arasında değişebilir. Boyları ise 0.1 lm’den itibaren başlayarak farklılık gösterir. Çok katmanlı veya tek katmanlı yapılarına göre çeşitli özellikler gösterirler. Genellikle tek katmanlı karbon nanotüpler daha spesifik ve ideal mekanik özellikler gösterirler. Fakat yüksek üretim maliyetlerinden dolayı çok katmanlı karbon nanotüpler terch edilir. Mükemmel özelliklerine rağmen, güçlü Van der Waals kuvvetleri yüzünden karbon nanotüpler kolaylıkla aglomere yapı oluşturabilirler. Bu zayıf kimyasal uyumu ugulamalarını kısıtlar. Bu nedenle karbon nanotüpler çeşitli kimyasal yöntemlerle fonksiyonlandırılırlar.Karboksil, hidroksil ve amino grupşarın yardımıyla karbon nanotüplerin solventler içerisindeki çözünürlüğü ve dispersiyonu gelişir. İletken polimerler ise  elektormanyetik kalkanlama, biyosensörler, enerji depolama cihazları gibi birçok alanda kullanılır. İletken polimerler arasında polianilin ucuz maliyeti, kolay sentezi ve diğer polimerlerle iyi uygunluk göstermesi bakımından polimerik matrikslerde iletkenlik sağlamak için kullanılan polimerlerden biridir. Fakat polianilin zor çözünebilen ve işlenmesi zor olan bir polimerdir. Bu nedenle çeşitli kimyasallar ile birlikte kullanılarak işlenebilirliği arttırılır.   PAN özelliklerinden dolayı yüksek performanslı lif üretimi için kullanılan önemli polimerlerden biridir. Karbon nanotüpler ise polimerik matriks için ideal güçlendirici materyallerdendir. PAN zincirleri ve CNT arasındaki etkileşimler sayesinde, polimer matris içinde CNT oryantasyonunun artmasıyla PAN makromoleküler oryantasyonunun arttığı bildirilmiştir. CNT yüzeyindeki fonksiyonel grupların CNT’ler arasındaki çekici van der Waals kuvvetlerini etkisizleştirmesinden dolayı dispersiyonu geliştirmede etkili olan işlenmemiş ve fonksiyonlanmış CNT’ler birçok polimer matris içinde disperse olabilirler. Nanolifler elektrospining kullanılarak, polimer çözeltisinden hazırlanabilir. Bu metotla, polimer çözeltisi iğne ucu ile metal toplayıcı arasına yüksek voltaj uygulanarak, içerisine CNT gömülü şekilde nanolif oluşur. Bu çalışmada PAN-CNT ve PAN-CNT-PANI kompozit lifleri elektrospining tekniği ile üretilmiştir. Liflerin karakterizasyonu FT-IR, SEM, DSC, XRD, mukavemet cihazı ve iletkenlik cihazıyla yapılmıştır.  Deneysel kısımda ilk olarak CNT/PAN kompozitleri üzerine çalışılmıştır. Kolaylıkla aglomere olabilen karbon nanotüpler için en uygun çalışma yüzdesini belirleyebilmek için % 0,5’ten başlayarak sırasıyla 1, 3, 5, 7 ve 10 yüzde oranlarında CNT ilavesi ile PAN lifleri hazırlanmıştır. Mukavemet sonuçlarına göre yapılan değerlendirmelerde en uygun çalışma yüzdesi %1 ve %3 CNT ilavelerinde görülmüştür. Bu değerlerden sonra yüksek miktarda gözlenen aglomere yapılardan dolayı mekanik özellikler düşme göstermiştir. Diğer bir taraftan CNT disperse yöntemi incelenmiştir. Ultrasonik banyo, ultrasonik homojenizer ve mekanik homojenizer ile yapılan çeşitli deneyler sonucu üretilen nanoliflerin mukavemet sonuçları değerlendirildiğinde en iyi sonucun karbon nanotüplerin önce 10 dk ultrasonik homojenizer ile disperse edilmesi daha sonra ise 45 dk ultrasonik banyoda kalması ile elde edildiği gözlemlenmiştir. Bundan sonraki proseslerde CNT dispersiyonu için kullanılan yöntem olarak bu kullanılmıştır. Bu bölümde son olarak ise hazır alınan plazma yöntemiyle karboksil ve amin grup bağlanmış karbon nanotüplerin etkisi incelenmiştir. Mukavemet sonuçlarına bakıldığında yapısındaki nitril grupları sayesinde amin grup bağlı karbon nanotüplerin PAN matrik içerisinde daha iyi uyum gösterdiği ve saf PAN lifine göre mukavemeti geliştirdiği görülmüştür. Fonksiyonel grubun etkisi incelendikten sonra ikinci adımda amaç asit muamelsei yöntemiyle karbon nanotüpleri fonksiyonlandırmak ve etkilerini incelemektir. Karbon nanotüplere ilk olarak sülfürik asit/hidroklorik asit yardımıyla muamelesiyle karboksil grup bağlanır. Hidroksil ve amin grubu bağlama işlemi bu karboksil grup bağlanmış karbon nanotüpleri üzerinden yapılır. Hidroksil grup için etilen glikol, amin grup için izoforon diamine kullanılır. FT-IR sonuçlarıyla karbon nanotüplere fonksiyonel grup bağlama işleminin başarıyla gerçekleştirildiği görüldükten sonra bu karbon nanotüpler ile CNT/PAN nanolifleri hazırlanır ve mukavemet, iletkenlik, ısıl ve morfolojik bakımdan nanoliflere etkileri incelenir. Nanoliflerin çap sonuçları incelendiğinde fonksiyonlandırma ile çap değerlerinin azalma gösterdiği görülmüştür. Mukavemet sonuçlarında ise, amin grup bağlı karbon nanotüpleri ile hazırlanan kompozitlerin 2.24 N/mm2 ile en iyi değeri vermiştir. İletkenlik ve kristalinite de saf PAN lifine göre gelişme göstermiştir. Fakat karboksil, amin ve hidroksil grup bağlı karbon nanotüpler arasında iletkenlik bakımından çok farklılık görülmemiştir. Bu bölümdeki sonuçlardan elde edilen verilere göre amin grup başlı karbon nanotüpler ile çalışılmaya devam edilmiştir. Üçüncü bölümde amin grup bağlı karbon nanotüpler ile saf, hiçbir grup bağlı olmayan karbon nanotüpleri üzerine çalışma yapılmıştır. %1 ve  %3 oranında CNT ilavesi ile kompozitler hazırlanmıştır ve morfolojik, iletkenlik ve mukavemet bakımından sonuçlar incelenmiştir. Bu sonuçlar dahilinde %1ve %3 oranında amin bağlı karbon nanotüp en iyi sonucu verdiğinden dolayı PANI ile yapılacak kompozitlerde kullanılmaya karar verilmiştir. Deneysel kısmın son bölümünde hem karbon nanotüp hem PANI aynı anda PAN matriksi içine katılıp, kompozit nanolif üretilmiş ve özellikleri incelenmiştir. PANI oranı %3 oranında tutulmuş, karbon nanotüp ise %1 ve %3 oranında çalışılmıştır. Saf PAN ve PANI liflerine göre karşılaştırma yapılarak sonuçlar değerlendirilmiştir. %3 PANI ve %1 CNT katkısı ile mukavemet saf PAN lifine göre 8.64 N/mm2’den 10.85 N/mm2 ‘ye çıkmıştır. En iyi mukavemet bu değerlerde elde edilmiştir. İletkenlik bakımından incelendiğinde nanolifler antistatik sınırına gelmiş ve saf PAN lifine göre gelişme göstermiştir.  Termal testlerden elde edilen verilere göre ise PANI etkisi ile ısıl bakımından da nanoliflerin gelişme gösteridiği gözlemlenmiştir. XRD sonuçlarına göre ise en iyi kristaliniteyi %3 PANI ve %1 CNT içeren numunenin gösterdiği bulunmuşturPAN is the most widely used precursor for processing high performance fibers due to its combination of tensile and compressive properties as well as its high carbon yield. CNTs are ideal reinforcing materials for polymeric matrix. Some important interactions exist between PAN chains and CNTs and these ones lead to a higher orientation of PAN chains during the heating process. It was reported that the PAN macromolecular orientation increases with increasing CNT orientation in the polymer. Some difficulties must be overcome before producing a homogenous dispersion of CNTs in a polymer matrix, including modification for CNTs and processing methods for fabrication CNTs/polymer composites. Modification  for CNTs may be succeed by lots of methods including the use of surfactants and chemical functionalization which has been shown to be effective in improving dispersion because the functional groups on the CNTs surface counteract the van der Waals attractive forces between CNTs and then enhance interaction of the matrix phase. Pristine and functionalized CNTs can be dispersed in a lot of  polymer matrix systems. Among the conductive polymers, polyaniline (PANI) is widely used in polymer matrix to improve conductivity thanks to ıts low cost, ease of synthesis and good compability with other polymers.   Nanofibres can be prepared from a polymer solution utilizing electrospining. Electrospinning is one of tools for preparation of nanofibers and also ıt provides a straightforward and cost-effective approach to produce fibers from polymer solutions or melts having various diameters. In this thesis, PAN-CNT and PAN-CNT-PANI composite fibers were produced. Characterization of composite nanofibers is made by FT-IR, DSC, XRD, SEM, tensile tester and conductivity meter. With the addion of PANI and CNT, tensile strength improved to 10.85 N/mm2 from 8.64 N/mm2. Also electrical conductivity and crystallization were improved with PANI and CNT.Yüksek LisansM.Sc

Effect of differently functionalized carbon nanotubes on the properties of composite nanofibres

Effect of differently functionalized (carboxyl, amine and hydroxyl functionalized) multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) on the structure and properties of composite polyacrylonitrile nanofibres produced by electrospinning has been studied. Fourier transform ınfrared spectroscopy has been used to confirm the successful functionalization of carbon nanotubes while mechanical testing, electrical conductivity, scanning electron microscopy, differential scanning calorimetry and X-ray diffraction analysis have been used to characterize the composite polyacrylonitrile nanofibre webs. The addition of MWCNTs, either pristine or functionalized, results in slight increases in the diameter of nanofibres. The tensile strength, crystallinity, thermal properties are all found to be affected by the functional groups of the carbon nanotubes, while the conductivities of the nanowebs seem to be insensitive to the different functional groups of the carbon nanotubes

Volume CXIV, Number 4, November 7, 1996

Objective: Turner syndrome (TS) is a chromosomal disorder caused by complete or partial X chromosome monosomy that manifests various clinical features depending on the karyotype and on the genetic background of affected girls. This study aimed to systematically investigate the key clinical features of TS in relationship to karyotype in a large pediatric Turkish patient population.Methods: Our retrospective study included 842 karyotype-proven TS patients aged 0-18 years who were evaluated in 35 different centers in Turkey in the years 2013-2014.Results: The most common karyotype was 45,X (50.7%), followed by 45,X/46,XX (10.8%), 46,X,i(Xq) (10.1%) and 45,X/46,X,i(Xq) (9.5%). Mean age at diagnosis was 10.2±4.4 years. The most common presenting complaints were short stature and delayed puberty. Among patients diagnosed before age one year, the ratio of karyotype 45,X was significantly higher than that of other karyotype groups. Cardiac defects (bicuspid aortic valve, coarctation of the aorta and aortic stenosis) were the most common congenital anomalies, occurring in 25% of the TS cases. This was followed by urinary system anomalies (horseshoe kidney, double collector duct system and renal rotation) detected in 16.3%. Hashimoto's thyroiditis was found in 11.1% of patients, gastrointestinal abnormalities in 8.9%, ear nose and throat problems in 22.6%, dermatologic problems in 21.8% and osteoporosis in 15.3%. Learning difficulties and/or psychosocial problems were encountered in 39.1%. Insulin resistance and impaired fasting glucose were detected in 3.4% and 2.2%, respectively. Dyslipidemia prevalence was 11.4%.Conclusion: This comprehensive study systematically evaluated the largest group of karyotype-proven TS girls to date. The karyotype distribution, congenital anomaly and comorbidity profile closely parallel that from other countries and support the need for close medical surveillance of these complex patients throughout their lifespa

Iliac artery perforation and treatment during lumbar disc surgery by simple balloon tamponade

WOS: 000319150300010PubMed ID: 22805757Introduction Although vascular injury during lumbar disc surgery is quite rare, it may be life threatening if not recognized and treated immediately. Case We report the case of a woman who had a left common iliac artery laceration during spinal surgery and was treated by endovascular therapy. In the past, open surgery was the only way to repair a vascular injury, but thanks to the advance of new endovascular techniques and devices, endovascular therapy has become a strong alternative. Conclusion This case differs from those published in the literature as we used a single balloon inflation and subtotal occlusion without the need for a covered stent

Import demand function for Turkey

This study revisits the import demand function for Turkey using the newly defined national income data and examines the evolution of the income and price elasticities over time. In this respect, demand functions are estimated for the total imports and its subcomponents separately, and the corresponding time varying elasticities are obtained by applying the method of Kalman filter between 2003 and 2018. The findings suggest that the growth of total imports is mainly explained by income and relative price changes. The income and expenditure elasticities decrease over time in total imports and in sub-components except for intermediate goods. The relative price elasticity remains almost unchanged for investment and consumption goods imports but increases considerably for the intermediate goods imports and total imports. Keywords: Import demand, Income elasticity, Relative price elasticity, Kalman filter, Turkish economy, JEL classification: C13, C51, F1

Evaluation of reduction quality with MRI after closed or open reduction of the hip in the treatment of developmental dysplasia of the hip

Background:   Study analyses the usefulness of Magnetic resonance imaging (MRI) after closed or open reduction in this indication.Material and Methods: We prospectively reviewed 20 consecutive MRI studies performed without sedation after spica cast placement in 16 developmental hip dysplasia patients.  MRI evaluation was carried out within 24 hours after cast application.  Both coronal and axial sequences are used to determine wheter the femoral head is concentrically reduced, subluxed or frankly dislocated.Results: In two cases, the quality of radiographs was noted as being poor and responsible for difficulties in assessing the concentric reduction of the hip.  MRI examination confirmed subluxation of the hip on coronal and axial images  in this patients. Conclusions: Especially in the hips that the femoral head unossified and there is a suspicion of reduction quality, MRI is  a safe and reliable  imaging modality.Keyword:Hip dysplasia,Spica MRI,Open reduction,Closed reductio