Σύνθεση και πειραματικός χαρακτηρισμός ρητίνης βιολογικής βάσης ενισχυμένης με νανοφύλλα γραφενίου
| datacite.rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | el |
| dc.contributor.author | Λαγκούση, Σωτηρία Δήμητρα | |
| dc.contributor.other | Lagkousi, Sotiria Dimitra | |
| dc.date.accessioned | 2022-07-01T08:40:42Z | |
| dc.date.available | 2022-07-01T08:40:42Z | |
| dc.date.copyright | 2022-07-12 | |
| dc.degree | graduateThesis | el |
| dc.description.abstract | Η παρούσα διπλωματική εργασία αποτελεί μία μελέτη της επίδρασης της ενίσχυσης μίας ρητίνης βιολογικής βάσης με νανοφύλλα γραφενίου (Graphene Nanoplatelets – GNPs). Το γραφένιο είναι γνωστό για τις ιδιαίτερα υψηλές μηχανικές του ιδιότητες και ειδικά για το μέτρο ελαστικότητας (~1 TPa) και την αντοχή θραύσης (~130 GPa) και έχει επιβεβαιωθεί επανειλλημένως η ευεργετική του επίδραση στις ιδιότητες μίας πολυμερικής μήτρας. Ωστόσο, απαραίτητη προϋπόθεση για την αναβάθμιση των ιδιοτήτων του συνθέτου είναι η συμβατότητα μήτρας και ενίσχυσης και η σωστή διαδικασία παρασκευής, καθώς σε αντίθετη περίπτωση υπάρχει περίπτωση υποβάθμισης των τελικών ιδιοτήτων. Έτσι, στην παρούσα εργασία, γίνεται σύνθεση του υλικού και πειραματική μελέτη της μεταβολής των μηχανικών ιδιοτήτων της ρητίνης μέσω πειραμάτων εφελκυσμού και δυσθραυστότητας με σκοπό την εξαγωγή αποτελεσμάτων σχετικά με τη συμβατότητα των δύο υλικών, την ορθότητα της διαδικασίας παρασκευής και την αποτελεσματικότητα της ενίσχυσης. Αρχικά, γίνεται παρουσίαση της διαδικασίας παρασκευής των δοκιμίων απλής και ενισχυμένης ρητίνης και στη συνέχεια ακολουθεί παρουσίαση των πειραματικών διαδικασιών και αποτελεσμάτων. Μέσω των πειραμάτων εφελκυσμού εξάγονται συμπεράσματα σχετικά με την επίδραση της ενίσχυσης στο μέτρο ελαστικότητας και την αντοχή και παραμόρφωσης θραύσης του υλικού για περιεκτικότητες 0.5%, 2% και 3%. Αντίστοιχα, μέσω των πειραμάτων δυσθραυστότητας κάμψης τριών σημείων εξάγονται συμπέρασματα σχετικά με τη μεταβολή της δυσθραυστότητας του υλικού και της ενέργειας παραμόρφωσης κατά τη θραύση για περιεκτικότητες 0.5%, 1% και 2%. Στη συνέχεια, γίνεται σύγκριση των πειραματικών αποτελεσμάτων του εφελκυσμού με αποτελέσματα που προέκυψαν για το υλικό μέσω μοντελοποίησης, ενώ ακολούθως γίνεται και έλεγχος της καταλληλότητας της ρητίνης ως κόλλα σε δομικές ή διακοσμητικές εφαρμογές μέσω σύγκρισης με ιδιότητες συμβατικών κολλών αναφοράς. Τέλος, γίνεται ανάλυση του κύκλου ζωής της ρητίνης και σύγκριση έξι δεικτών περιβαλλοντικής της επίπτωσης με τους αντίστοιχους δείκτες μίας συμβατικής ρητίνης για την αξιολόγηση του περιβαλλοντικού κόστους της ρητίνης βιολογικής βάσης. | el |
| dc.description.translatedabstract | This thesis is a study of the effect of reinforcing a biological base resin with Graphene Nanoplatelets (GNPs). Graphene is known for its extremely high mechanical properties and especially for its Young’s modulus (~ 1 TPa) and tensile strength (~ 130 GPa) and its beneficial effect on the properties of a polymeric matrix has been repeatedly confirmed. However, a necessary condition for the upgrade of the properties of the composite is the compatibility of matrix and reinforcement and the correct manufacturing process, as otherwise there is a case of degradation of the final properties. Thus, in the present work, the material is synthesized and an experimental study of the change of the mechanical properties of the resin is performed through tensile and fracture experiments in order to obtain results on the compatibility of the two materials, the correctness of the manufacturing process and the effectiveness of the reinforcement. First, the process of making the samples of neat and reinforced resin is presented and then the experimental procedures and results are presented, as well. Tensile experiments provide information about the effect of reinforcement on the Young’s modulus, the tensile strength and fracture strain of the material for contents of 0.5%, 2% and 3%. Respectively, through the three-point bending fracture experiments, conclusions are drawn about the change in material fracture toughness and fracture energy release rate for contents of 0.5%, 1% and 2%. Then, the experimental results of tensile strength are compared with results obtained for the material through modelling, while then the suitability of the resin as an adhesive in structural or decorative applications is checked by comparing the properties of conventional reference adhesives. Finally, the life cycle of the resin is analyzed and six environmental impact indicators are compared with the corresponding indicators of a conventional resin to assess the environmental cost of the bio based resin. | el |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10889/16338 | |
| dc.language.iso | gr | el |
| dc.subject | Βιοϋλικά | el |
| dc.subject | Σύνθετα υλικά | el |
| dc.subject | Εποξειδική ρητίνη | el |
| dc.subject | Γραφένιο | el |
| dc.subject | Εφελκυσμός | el |
| dc.subject | Δυσθραυστότητα | el |
| dc.subject.alternative | Biomaterials | el |
| dc.subject.alternative | Composite materials | el |
| dc.subject.alternative | Epoxy resin | el |
| dc.subject.alternative | Graphene | el |
| dc.subject.alternative | Tensile test | el |
| dc.subject.alternative | Fracture test | el |
| dc.title | Σύνθεση και πειραματικός χαρακτηρισμός ρητίνης βιολογικής βάσης ενισχυμένης με νανοφύλλα γραφενίου | el |
| dc.title.alternative | Synthesis and experimental characterization of a biobased resin enhanced with graphene nanoplatelets | el |
| oaire.licenseCondition | null | el |