Akademik Veri Yönetim Sistemi
7th International Students Science Congress , İzmir, Türkiye, 12 - 13 Mayıs 2023, ss.313-319
Eklemeli imalat günümüzde birçok sektörde (örneğin havacılık, dişçilik, biyomalzeme, ilaç sanayi) kullanılmaya başlanmış ve halen gelişmekte olan bir malzeme üretim yöntemidir. Kalıba ihtiyaç duymadan üretim yapılmasını sağlayan bu yöntemde kullanılan başlıca cihazlar üç boyutlu (3D) yazıcılardır. Bu 3D yazıcılar mekanik, elektriksel ve fotokimyasal tiplere ayrılır. Fotokimyasal üç boyutlu yazıcılarda üretim için ışığa duyarlı reçineler kullanılır. Bu reçineler monomer, oligomer, foto başlatıcı ve isteğe bağlı olarak dolgu malzemesi içerir. Yapıdaki monomer, oligomer ve dolgu malzemelerinin değişimi, elde edilen polimerin mekanik, elektriksel, manyetik ve fotokimyasal özellikleri gibi çeşitli karakteristiklerini de etkilemektedir.
Yaptığımız literatür taraması kapsamında, 3D yazıcılar ile üretilen polimer matrisli kompozit malzemelerin matris malzemesindeki değişimin fotokatalitik performansa etkisi üzerine yeterli çalışma olmadığı tespit edilmiştir. Bu motivasyonla, bu çalışmada iki farklı akrilat bazlı reçine karışımına nano boyutlu TiO2 partiküllerinin (ağırlıkça %1,5) dahil edilmesiyle elde edilen kompozit numunelerin fotokatalitik performansı karşılaştırılmıştır. Matris malzemesi olarak Bisfenol-A glisidil dimetakrilat (bis-GMA) ve üretan dimetakrilat (UDMA) bazlı monomerler, seyreltici olarak ise trietilen glikol dimetakrilat (TEGDMA) kullanılmıştır. Hazırlanan karışımların içerisine TiO2 nanopartikülleri ve fotobaşlatıcı ilave edilerek manyetik karıştırıcıda homojen bir karışım elde edilene kadar karıştırılmıştır. Daha sonra reçineler 3D yazıcı ile 20x35x3 mm boyutlarında basılarak polimer numuneler elde edilmiştir. Elde edilen polimerlerin görünür ışık ışınlaması altında fotokatalitik aktivitesi test edildi. Deneysel sonuçlar, az miktarda TiO2'nin bile yapıya fotokatalitik aktivite kazandırmada etkili olduğunu ve ayrıca bis-GMA bazlı matris malzemesinin fotokatalitik performans üzerindeki etkisinin UDMA bazlı matris malzemesine göre daha belirgin olduğunu ortaya koydu.
Additive manufacturing has started to be used in many sectors today (e.g. aerospace, dentistry, biomaterials, drug industry) and is still a developing material production method. Three-dimensional (3D) printers are the main devices used in this method, which enables production without the need for molds. These 3D printers are divided into mechanical, electrical and photochemical types. Photosensitive resins are used for production in photochemical three-dimensional printers. These resins contain monomer, oligomer, photoinitiator and optionally filler material. The change of monomer, oligomer, and filler materials in the structure also affects various characteristics of the obtained polymer including mechanical, electrical, magnetic, and photochemical properties.
To the extent of our literature review, it has been determined that there are not enough studies on the effect of the change in the matrix material of the polymer matrix composite materials produced with 3D printers on the photocatalytic performance. With this motivation, in this study, the photocatalytic performance of composite samples obtained by the incorporation of nano-sized TiO2 particles (1.5 wt.%) into two different acrylate-based resin mixtures was compared. Bisphenol-A glycidyl dimethacrylate (bis-GMA) and urethane dimethacrylate (UDMA) based monomers were used as matrix material, and triethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA) was used as the diluent. TiO2 nanoparticles and photoinitiator were added into the prepared mixtures and mixed in a magnetic stirrer until a homogeneous mixture was obtained. Then, polymer samples were obtained by printing the resins with a 3D printer in 20x35x3 mm dimensions. The photocatalytic activity of the obtained polymers under visible light irradiation was tested. Experimental results revealed that even a small amount of TiO2 is effective in imparting photocatalytic activity to the structure, and besides, the effect of bis-GMA-based matrix material on photocatalytic performance is more pronounced than that of UDMA-based matrix material.