Optimization of manufacturing parameters for fluorinated ethylene propylene (FEP)/graphene hydrophobic coatings

Abstract

Akışkan madde taşıyan yüzeylerin hidrofobik malzemelerle kaplanması sürtünme faktörünün azaltılmasında etkili sonuçlar göstermektedir. Bu çalışmada hidrofobik özellik sergileyen floroetilenpropilen (FEP) malzemenin hidrofobik davranışını artırmak için ilave edilen nano grafen katkısının üretim parametrelerinden katkı oranı, kürleme sıcaklığı ve kürleme süresi parametreleri optimize edilmiştir. Optimize edilen üç parametre için üç farklı seviye literatür kaynaklarından belirlenmiştir. Bu seviyeler grafen katkı oranları için ağırlıkça %1, %2, %3, kürleme sıcaklıkları için 200 ˚C, 300 ˚C, 400 ˚C ve kürleme süreleri için ise 30 dak, 40 dak, 50 dak olarak uygulanmıştır. L9 Taguchi dizisine uygun şekilde AISI 304 sac malzeme yüzeylerine floroetilenpropilen/grafen karışımı uygulanmış ve kürleme işlemi fırında tamamlanmıştır. Optimizasyon işlemi yüzeylere bırakılan su damlasının temas açıları yanıtlarına göre gerçekleştirilmiştir. Floroetilenpropilen içerisine ilave edilen grafenin optimum katkı oranı %1, kürleme sıcaklığının optimum değeri 400 ˚C ve kürleme süresinin optimum değerinin ise 40 dak olduğu tespit edilmiştir. Varyans analizinden temas açıları üzerinde en etkili parametrenin %96.78 oranla kürleme sıcaklığı olduğu belirlenmiştir. Floroetilenpropilen kaplama malzemesine ilave edilen katkılara optimum üretim parametrelerin uygulanması pompa, türbin, tesisat vb. uygulamalarda enerji tasarrufuna katkıda bulunabileceği sonucuna varılmıştır.