Nanopartikül Katkılı Polimer Filmlerinin Fonksiyonel Özelliklerinin Araştırılması

Abstract

Teknolojinin gelişmesi ve elektronik aletlerin formlarının küçülmesiyle birlikte günlük hayatta kullanılan elektronik cihazların sayısı giderek artmaktadır. Artan bu taleple birlikte kullanılan cihazların ısınması, pil ömrünün azalması gibi sorunlarla karşılaşılmaktadır. Cihazlarda performans kaybı oluşmaması için devre/çip ile soğutucu yüzey arasına termal ara yüzey malzemeleri uygulanmaktadır. Bu çalışmada, elektronik uygulama alanları için yeni elektriksel arayüz malzemesi olarak polivinil alkol (PVA) ve karbon-nanotüplerden (KNT) polimer filmler üretilip elektriksel özellikleri araştırılmıştır. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte kullanılan bütün filmlerin üretimi düşük maliyetli ve pratik olması için PVA'yı saf suda çözdürüp karbon-nanotüp eklenerek elektrik iletkenliği sağlayan bir polimer ince film elde edilmesi hedeflenmiştir. Aynı zamanda elde edilen ürün biyobozunur olduğu için doğa için de uygundur. Elektronik uygulamalar için kullanılmak üzere 40 ml saf su içine 2,5 gram polivinil alkol (PVA) önce 70°C sıcaklıkta 500 rpm hızında manyetik karıştırıcı ile 50 dk karıştırıldıktan sonra daha homojen yapı elde etmek için 90°C sıcaklıkta 500 rpm hızında 30 dk daha karıştırılmıştır . Saf PVA olarak bir numune elde edilmiştir. Ayrıca 0,1g-0,3g-0,5g karbon-nanotüp (KNT) eklenerek 90°C sıcaklıkta 500 rpm hızında 1 saat karıştırılmış ve 4 farklı numune elde edilmiştir. Sonrasında numuneler petri kabına dökülmüştür. Petri kabına dökülen numuneler etüv fırınında 35°C sıcaklıkta 24 saat bekletilerek kurutulmuştur.Elde edilen numunelerin elektriksel özelliklerinin ölçümleri dielektrik ölçüm cihazı kullanılarak yapılmıştır. Ölçümler sonucunda sadece PVA olan numuneye kıyasla KNT oranının artmasının iletkenliğin artışına neden olduğu anlaşılmıştır. 0,5g KNT katkılı numune yüksek sıcaklıkta aglomerasyon gösterdiği için doygunluk ile bozulmaya başlamış ve elektriksel özelliklerinde sapma meydana gelmiştir. Elde edilen sonuçlara göre en dengeli performansı 0,3 gr KNT katkılı numunenin gösterdiği anlaşılmıştır.With technological advancements and the reduction in the size of electronic devices, the number of electronic devices used in daily life is increasing. This increased demand is accompanied by problems such as overheating of the devices and reduced battery life. To prevent performance loss in devices, thermal interface materials are applied between the circuit/chip and the cooling surface. In this study, polymer films were produced from polyvinyl alcohol (PVA) and carbon nanotubes (CNTs) as new electrical interface materials for electronic applications, and their electrical properties were investigated. With the advancement of technology, the aim was to produce a polymer thin film that provides electrical conductivity by dissolving PVA in pure water and adding carbon nanotubes to it, making production of all films cost-effective and practical. Furthermore, the resulting product is biodegradable and environmentally friendly. To be used for electronic applications, 2.5 grams of polyvinyl alcohol (PVA) in 40 ml of pure water was first stirred at 70 ° C at 500 rpm with a magnetic stirrer for 50 minutes. Then, to obtain a more homogeneous structure, it was stirred for another 30 minutes at 90 ° C at 500 rpm. A sample of pure PVA was obtained. Additionally, 0.1 g-0.3 g-0.5 g of carbon nanotubes (CNTs) were added and stirred at 90 ° C at 500 rpm for 1 hour, and 4 different samples were obtained. The samples were then poured into petri dishes. The samples poured into the petri dishes were dried in a drying oven at 35 ° C for 24 hours. The electrical properties of the obtained samples were measured using a dielectric measuring device. As a result of the measurements, it was understood that increasing the CNT ratio compared to the sample containing only PVA caused an increase in conductivity. The 0.5g CNT-added sample agglomerated at high temperatures, leading to saturation and deterioration, leading to deviations in its electrical properties. The results indicated that the 0.3g CNT-added sample exhibited the most stable performance.