Dielektrik uygulamalar için poliviniliden florür (PVDF) tabanlı nanokompozitlerin şekil hafıza özelliklerinin geliştirilmesi

Günümüz teknoloji koşullarında kullandığımız geleneksel malzemelerin yüksek maliyet, termal kararsızlık, kötü mekanik dayanım, düşük korozyon direnci ve düşük elektriksel iletkenlik, toksisite gibi olumsuz özelliklerinin ortadan kaldırılması ve ihtiyaçlara cevap verebilmesi amacıyla, nano boyutlarda malzemelere yeni özelliklerin kazandırıldığı nanokompozit malzemeler geliştirilmektedir. Poliviniliden florür (PVDF), çok fonksiyonlu özelliklere sahip en önemli floropolimerlerden biridir ve piezoelektrik, piroelektrik, ferroelektrik ve dielektrik alanlarda kapsamlı bir şekilde araştırılmıştır. Ancak PVDF'ün şekil hafıza özelliklerinin incelenmesi ile ilgili sınırlı sayıda çalışma mevcuttur. PVDF'ün fonksiyonel özellikleri, kimyasal işlevsellik ve yüzey özelliklerinin geliştirilmesi için nano boyutlu dolgu elemanları ile özellikleri iyileştirilerek kullanım verimliliğinin arttırılmasına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında, dielektrik uygulamalarda sıklıkla kullanılan, PVDF'ün eksikliklerinin üstesinden gelmek ve yüksek performans özelliklerini geliştirmek için PVDF matris içine farklı oranlarda nanopartiküllerin (ZnO, TiO2, Fe3O4,HAp, GO) eklenmesiyle üretilen nanokompozitlerin şekil hafiza özelliklerinin (şekil kararlılığı (Rf) ve şekil hatırlama oranları (Rr)) geliştirilmesi amaçlanmıştır. PVDF ve PVDF matrisli nanokompozitler çözelti döküm yöntemi kullanılarak hazırlanmıştır. Üretilen polimer nanokompozitlerin yapısal, kimyasal, morfolojik ve termal özellikleri XRD, FTIR, UV, SEM, EDX, TGA/DTA ve DSC gibi yöntemlerle karakterize edilmiştir. Dielektrik özelliklerin incelenmesinde dielektrik spektroskopi yöntemi kullanılmış, şekil hafıza testlerinde ise sıcaklığa bağlı olarak şekil kararlılığı (Rf) ve şekil hatırlama (Rr) oranları bükülme testleri ile belirlenmiştir. PVDF nanokompozitlerin, α fazından β fazına geçiş sergilediği ve kristalitesinin dolgu oranının artmasıyla arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca, nanopartiküllerin PVDF matrisinin dielektrik özelliklerini ve AC iletkenlik özelliklerini iyileştirdiği belirlenmiştir. PVDF ve PVDF kompozitlerinin, sıcaklığa bağlı olarak şekil hafıza özelliği (Rf ve Rr'nin ortalama %90'dan fazla) gösterdiği ise bükülme testleri ile kanıtlanmıştır.