Kil/pva Ve Organokil/pva Nanokompozitlerin Sentezi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Polimerlerin kullanım alanlarının giderek artmasıyla özelliklerinin geliştirilmesi çalışmaları artmış ve nano ölçekteki katkıların özellikleri çok geliştirdiğinin bulunmasıyla birlikte hangi katkı malzemelerin daha etkili olduğu yönünde çalışmalar başlamıştır. Doğal olarak tabakalı yapıda olan killerin polimer içinde dağıtılabilmesi nedeniyle çok iyi katkı malzemesi olabilekleri anlaşılmıştır. Böylece kil/polimer nanokompozitlerin hazırlanması, karakterizasyonları ve özelliklerinin belirlenmesi ile ilişik çalışmalar başlamıştır. Çalışmada, kil dispersiyonunda kil taneleri arasındaki etkileşimi, kil tanelerinin katyonik yüzeyaktiflerle etkileşimlerini belirleyerek organokil sentezlenmiş, Na aktif bir montmorillonit kili ve onun saflaştırılmış formunun PVA polimeri etkileşimi ile kil/polimer kompozitler, her iki kilin ODTABr yüzeyaktifi ile organokil formuna dönüştürülmelerinden sonra PVA ile etkileşimlerinden organokil/polimer kompozitleri elde edilmiş, kompozitler çeşitli yöntemlerle karakterize edilmiş; reolojik, elektrokinetik, iletkenlik, mekanik, termal özellikleri ve UV geçirgenliği açısından karşılaştırılmıştır. Nanokompozit yapımında çözeltilerin birleştirilmesi ve polimerizasyon olmak üzere iki farklı yöntem kullanılarak hangi yöntemle polimerin özelliklerinin daha çok geliştiği nanokompozit elde edilebileceği belirlenmeye çalışılmıştır. Hazırlanan kil ve organokil/polimer kompozitlerin XRD, FTIR, SEM, TEM analizleri ile nanokompozit oldukları belirlenmiştir. Alçak kil ve organokil konsantrasyonlarında yapraklanmış; konsantrasyonlar arttırıldığında tabakalaşmış yapılardan oluşan nanokompozitler olduğu anlaşılmıştır. Nanokompozit yapımı ile PVA polimerinin mekanik, termal özelliklerinin geliştiği, UV geçirgenliğinin bir miktar azaldığı (pek değişmediği), akış ve elektrokinetik özelliklerinin değiştiği, killerin ortamın iletkenliğini arttırdığı bulunmuştur.

Recently, the studies of to improve the properties of polymers increased with increasing industrial applications of polymers. The studies to find which addition is the most effective have been started with the determination of the addition of the nano size particle improved the properties of polymer. The naturally layered structure of clay is understood to be an effective addition for polymer because it can be render easily in polymer matrix. Therefore, the studies to determine the properties, the characterization and the preparation methods of clay-polymer nanocomposite have been started. In this study, determining the interaction of the clay particles and cationic surfactant, organoclay has been synthesized. Clay-polymer nanocomposites have been made with the interaction of PVA polymer and four different types clay, which are the Na-activated montmorillonite, the purificated form of the montmorillonite, and their organoclay forms. The composites have been characterized by different methods for comparison of the rheologic, electrokinetic, thermal, mechanical, ionic conductivity, and UV transparency properties. Two different methods, which are intercalation of polymer or pre-polymer from solution method and in situ intercalative polymerization method, are used to make nanocomposite to understand which method is more effective to obtain better nanocomposite properties. The prepared clay and organoclay polymer composites are defined as nanocomposites by the analysis of XRD, FTIR, SEM, and TEM. The exfoliated structure has been found for the low clay or organoclay content. The increase of clay content resulted the intercalated structure for nanocomposites. By making nanocomposites, the mechanical, thermal, and ionic conductivity properties of PVA polymer has improved, the rheologic and electrokinetic properties have changed and the UV transparency of PVA has decreased.