Making materials which feel warm to the touch by incorporation of aerogels

Bir malzemenin ılık hissiyatı, insan dersinden temas halinde olan objeye geçen ısı miktarı ile doğrudan ilintilidir. Deriden objeye aktarılan ısı miktarı ve bu ısının zamana göre değişimi kararsız ısı iletim denklemlerinin kullanılmasıyla elde edilen ısı akısı ile tanımlanabilir. Bu ısı akısı malzemenin yoğunluğu, ısı iletim katsayısı ve ısı sığası gibi özellikleri ile değişiklik gösterir. Bir objeye kazandırılacak ılık hissiyatı, malzemenin bu özelliklerinin düşürülmesi ile mümkün. Üre formaldehit klozet oturakları yapımında sıklıkla kullanılan bir termoplastiktir. Klozet oturaklarını ılık hale getirmek iyi bir pazarlama stratejisi haline gelmiştir. Bu oturakların ısıl konforunu arttırmak için piyasada hali hazırda elektrikli ısıtıcılar kullanılmaktadır. Ancak su temas riskinin yüksek olduğu yaşam alanlarında, bu elektrikli ısıtıcıları kullanmak tehlike arz etmektedir. Bu tez üreformaldehit polimerinin ısı akışına direnç gösteren aerojel malzemeleri ile kompozitini üreterek, dışarıdan ısı sağlanmaksızın, ılık hisli klozet kapakları üretmeyi hedeflemektedir. Bu hedefi gerçekleştirmek üzere üre formaldehit granülleri, aerojel parçacıkları (silika ve rezorsinol formaldehit aerojeller) ile karıştırılarak sıcak preste kompozitler üretilmiştir. Kompozitlerin üretimi, oturak üretimin gerçekleştiği fabrikadaki endüstriyel sıcak preslerde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen kompozitlerin ısı iletim katsayısı ve özgül ağırlıkları ölçüldü. Basınca maruz kalan aerojellerin gözenek yapısındaki ve özgül ağırlarındaki değişimi gözlemlemek için laboratuvar ölçeklerinde pres kullanıldı. Özgül ağırlığı daha fazla olan, üretim basıncına daha dayanıklı olabileceği öngörülen aerojeller kompozitlerde kullanılmak üzere sentezlendi. Yoğunluğu fazla aerojllerin (0.361-0.48 g/cm3) 0.38 hacimsel oranlarına kadar kullanılan kompozitleri ısı iletim katsayısında %40'lık düşüş sağladı. Isı akısını etkileyen, malzemenin özelliklerindeki düşüşle ısı akısında %45'liğe kadar bir düşüş elde edildi. Oluşturulan kompozitlerin etkin ısı katsayıları modellerle tahmin edildi. Maxwell, Rayleigh ve etkin ortam kuramı modelleri kullanıldı. Kullanılan modeller arasında Maxwell ve Rayleigh düşük hacimsel aerojel fraksiyonlarına sahip kompozitlerde , etkin ortam kuramı ise yüksek fraksiyonlara sahip kompozitlerde iyi tahminler verdi.