Yüksek sıcaklığa dayanıklı polimerlerle modifiye edilmiş seramer (ceramer) malzemeler ve uygulamaları

Abstract

Yakın zamanlarda yapılmış olan çalışmalar, PTFE’nin tavsiye edilen sıcaklıkların üzerinde kullanıldığında, toksik kimyasallar ve gazların çevreye ve gıdalara salınma riski taşıdığını ortaya koymuştur. Bu kimyasalların bazı durumlarda insanlarda kansere neden olduğu bulunmuştur. PTFE ile ilgili tüm bu sorunlardan dolayı, tava üreticileri Teflon’a alternatif silikon ve silikon kaplama teknolojileri geliştirdiler. Bu kaplamalar artık daha güvenli alternatifler olarak düşünülmekte ve tüketiciler tarafından geleneksel yapışmaz kaplamalara göre daha çok tercih edilmektedirler.Birinci bölümde, yeni bir sol-jel formülasyonu tasarlanmıştır. Tasarlanan sol-jel formülasyonu PVA ile birlikte yüksek termal dirence sahip hibrid nanofiberler elde etmek amacıyla kullanılmıştır. PVA/ silika nanofiberler sol-jel elektroeğirme yöntemi ile sentezlenmiştir. Sol-jel konsantrasyonun, hibrid nanofiberlerin morfolojisi ve termal direnci üzerine etkisi, FTIR ve temas açısı ile birlikte incelenmiştir.Çalışmanın ikinci ve dördüncü bölümünde, ilk bölümdeki sol-jel formülasyonu geliştirilerek PTFE ve PFOA içermeyen, yapışmaz, kolay temizlenebilen, hidrofobik ve yeni kaplama formülasyonları sol-jel yöntemiyle hazırlanmıştır. Kaplama formülasyonlarının yapısal özellikleri, morfolojik özellikleri ve elementel kompozisyonları sırasıyla FTIR, SEM/ EDX, AFM, ve XPS yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Üçüncü bölümde, poliamid-imid/ SiO2 ve poliimid/ SiO2 kompozitleri sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir. Bununla birlikte, bu tez çalışması kapsamında geliştirilen kaplamaların performansları incelenerek sanayiye uygulanabilirliği değerlendirilmiştir.Sol-jel tekniği ile hazırlanan yeni seramer malzemelerin, Teflon® alternatif kaplamalar amacıyla kullanımları umut vaat etmektedir.

Recently studies have shown that the PTFE, when used in higher temperatures than recommended runs the risk of releasing toxic chemicals and gasses into the environment, as well as the foods. This was found to cause sickness and in some cases lead to cancer in humans. Because of all this noise about PTFE, manufacturers have come up silicon or silicon ceramics technologies with an alternative to Teflon®. These coatings are now considered to be a safer option and are preferred more by consumers than traditional non-stick coatings. In the first chapter, firstly a novel sol-gel formulation is designed. And then we used it in order to get highly thermal resistance hybrid nanofibers with PVA. PVA/ silica nanofibers were synthesized via the sol-gel electrospinning technique. The effect of sol-gel concentration on the morphology and thermal resistance of hybrid nanofibers, including FTIR and contact angle were investigated. In the second and fourth chapters, PTFE and PFOA free, non-stick, easy to clean, hydrophobic, and novel coating formulations developing sol-gel formulation in the first chapter are prepared by sol-gel method. The structural properties, morphological properties, and elemental chemical composition of the coatings were characterized by FTIR, SEM/ EDX, AFM and XPS, respectively. In the third chapter, polyamide-imide/ SiO2 and polyimide/ SiO2 composites were synthesized and characterized. Moreover, the performance of the coatings developed within the scope of this thesis was examined and their industrial applicability was evaluated. The prepared novel ceramer materials by sol-gel have been promising to be used as Teflon® alternative coatings.