Computational modeling of frontal polymerization
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: KORAY KAYA
Danışman: SERDAR GÖKTEPE
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Polimer bazlı kompozitler zorlu koşullar altında yüksek performansın çok önemli olduğu havacılık, otomotiv, denizcilik ve enerji endüstrileri gibi yüksek teknolojili alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Öte yandan polimerik malzemeleri üretmek için kullanılan geleneksel yöntemler, enerji açısından verimsiz, zaman alıcı, karmaşık ve maliyetli tekniklerdir. Alternatif bir kürleme yöntemi olan cephesel polimerleşme, sıvı monomerleri polimerlere dönüştürürken geleneksel polimerleşme yöntemlerinin dezavantajlarını en aza indiren, reaksiyon cephesinin kendi kendine ilerleyip, kendi kendine devam eden ekzotermik tepkimeyi temel alan bir yöntemdir. Buna ek olarak, cephesel polimerleşme, talebe bağlı üretim, yerinde üretim, kalıpsız üretim, 3B baskı ve reçine infüzyonu gibi birçok yeni üretim yöntem olanakları sunmaktadır. Cephesel polimerizasyonun kemotermal yönleri üzerine yapılan yoğun çalışmalara rağmen, kimyasal büzülmenin, keskin sıcaklık gradyanlarının, sıcaklık dağılımının ve tepkime cephesinin hızının üretilen polimerlerin mekanik davranışı özellikle de gerilme birikimlerinin oluşumu üzerine etkisi hala büyük ölçüde incelenmemiştir. Buradan hareketle bu tez çalışması polimerleşmenin bağlaşık sürecini ve bu yöntem ile üretilen polimerik malzemelerin davranışını açıklamak için sağlam hesaplama araçları ile donanmış yeni bünye denklemleri geliştirmeyi amaçlamaktadır. Bu amaçla, polimerleşmenin doğası gereği var olan kemotermal reaksiyonlar ile birleştirilmiş, artımlı çerçevede, termodinamik olarak tutarlı doğrusal olmayan elastik bir model geliştirilmiştir. Buna karşılık, bu çok alanlı bağlaşıklık kimyasal büzülme ve ısıl genleşme nedeniyle oluşan birikmiş gerilmeleri hesaplanmasına olanak sağlamaktadır. Kuşkusuz, mekanik olarak daha güçlü ve daha sağlam polimer kompozitlerin üretimini sağlayan cephesel polimerleşme işlemini eniyilemek için bu gerilmelerin nicel kestirimi kilit öneme sahiptir.