Isı transfer uygulamaları için nano kapsüllenmiş faz değiştiren madde içeren süspansiyonların hazırlanmasıve karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, mini emülsiyon polimerizasyonu yöntemiyle nonadekan içeren poli(stiren-ko-metakrilik asit) nanokapsülleri sentezlendi. Üretilen nanokapsüllerin kimyasal karakterizasyonu, yapısal karakterizasyonu, yüzey morfolojileri ve parçacık dağılım analizleri FTIR ve SEM analizleri ile gerçekleştirildi. Nanokapsüllerin termal özellikleri ve termal kararlılıkları sırasıyla DSC ve TG analiz teknikleri ile belirlendi. SEM görüntülerinden sentezlenen nanokapsüllerin küresel şekle ve ortalama 212 nm kapsül çapına sahip oldukları belirlendi. DSC analizleri sentezlenen nanokapsüller içerisindeki nokadekanın erime ve katılaşma sıcaklığının ve gizli ısılarının sırasıyla, 32,86 °C, 33,22 °C ve 89,78 J/g, 86,45 J/g olduğunu gösterdi. TG sonuçları nanokapsüllerin 110 °C'ye kadar termal açıdan kararlılığa sahip olduklarını gösterdi. Isı transfer sistemlerinde ısı transfer akışkanı olarak kullanılmak üzere su ve kütlece %0,5, %1, %1,5 ve %2 oranlarında nanokapsül içeren süspansiyonlar hazırlandı. Hazırlanan süspansiyonların kararlılık, yoğunluk, özgül ısı, termal iletkenlik ve viskozite gibi özellikleri incelendi. Ayrıca süspansiyonların kararlığı ve sürekliliği de değerlendirildi.

In this work, poly (styrene-co-methacrylic acid) nanocapsules containing nonadecane were synthesized using mini emulsion polymerization method. The chemical characterization, structural characterization, surface morphology and particle size distribution analysis of produced nanocapsules were performed by using FTIR and SEM techniques, respectively. The thermal properties and thermal stability of the nanocapsules were determined by DSC and TG analysis. From the SEM images, it was determined that the synthesized nanocapsules had a spherical shape and an average capsule diameter of 212 nm. DSC analyzes showed that the melting and solidification temperatures and latent heat of the nanocapsules were 32.86 °C, 33.22 °C and 89.78 J/g, 86.45 J/g, respectively. TG results indicated that the nanocapsules were thermally stable up to 110 °C . Suspensions consisting of water and 0.5%, 1%, 1.5% and 2% nanocapsules were prepared as heat transfer fluids in heat transfer systems. The stability, density, specific heat capacity, thermal conductivity and viscosity of the prepared suspensions were determined. Moreover, the stability and continuity of the suspension were considered.