FBE- Polimer Bilim ve Teknolojisi Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Yayın Türü "Tez" ile FBE- Polimer Bilim ve Teknolojisi Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeAtrp İle Ftalosiyanin İçeren Polimetilmetakrilat Sentezi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-02-09) Yeşildağ, Damla ; Serhatlı, İbrahim Ersin ; 10064570 ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and Technology1930’lardaki kazara bulunuşlarından beri ftalosiyaninler alışılmamış kimyasal ve fiziksel özelliklerinden ötürü en çok araştırma yapılan organik fonksiyonel maddelerden biri olmuştur. Yapılarındaki 18-π elektronlu aromatik sistem ve periyodik tablodaki birçok metal atomu ile koordine olabilmeleri sayesinde farklı işlevselliklere sahiplerdir. Metalli ve metalsiz ftalosiyaninler özellikele renklendirici niteliği nedeniyle detaylıca araştırılmıştır. Ftalosiyaninlerin yapısı porfirinlere benzemesine rağmen porfirinler gibi doğada bulunmayan, sentetik materyallerdir. Porfirinlerden farklı olarak dört tane benzil grubu ve mezo konumunda dört tane azot atomu bulunmaktadır. Ftalosiyaninler iyi derecede termal ve kimyasal kararlılığa sahiptir. Fakat ftalosiyaninlerin en büyük dezavantajlarından biri substitüe olmamış türevlerinin çözünürlüklerinin aşırı derecede az olmasıdır. Bu özelliği, aromatik merkezinin aşırı derecede hidrofobik oluşuna ve ftalosiyanin yığılma eğilimi gösremesine neden düzlemselliğine dayandırılabilir. Ftalosiyaninlerin elektrokimyasal aktiviteleri aromatik halkadan kaynaklanmaktadır. Halkadaki işlemlere ek olarak redoks aktif metaller de etki edebilir. Kobalt, demir ve manganez gibi metallerin elektrokimyasal olarak aktif olmalarına karşın çinko, nikel ve magnezyum elektrokimyasal olarak inatiftir. Ftalosiyaninler için en önemli spektral analizlerden biri ultraviyole – görünür bölge (UV-Vis) spektroskopisidir. π elektronlarınca zengin oldukları için, n→π* ve π→π* geçişlerinde karakteristik absorpsiyon pikleri gösterirler. Bunlar Q bandı (700-65 nm civarında), B bandı (420-320 nm civarında), N bandı (330-285 nm civarında) ve L bandıdır (270-230 nm civarında). UV-Vis ölçümlerinde metalli ve metalsiz ftalosiyaninler için en büyük fark, metalli ftalosiyaninlerin Q bandında bir adet pik gözlemlenmesine rağmen metalsiz ftalosiyaninlerin Q bandında ikiye yarılmış gibi duran bir pik gözlemlenmesidir. Ftalosiyaninler yaygın olarak mavi ve yeşil boyar maddeler olarak kullanılırlar ve oldukça kararlı bir yapıya sahiplerdir. Boyar madde kullanımının yanı sıra ticari anlamda kserografide fotoiletken ve kaydedilebilen kompat disklerin lazer soğrulma katmanlarında optik veri depolayıcısı olarak kullanılabilirler. Ayrıca doğrusal olmayan optikler, moleküler elektronik, fotodinamik kanser terapisi, güneş enerjisi dönüşümü, çeşitli katalitik prosesler, gaz sensörlerin aktif parçaları ve elektrokromik ve elektroluminesans ekranlar gibi alanlar için ftalosiyanin kullanımında artan bir ilgi vardır. Ftalosiyaninlerin yapısında çeşitli yollarla değişikler yapılabilir; bunlar merkez atomun ve/veya aksiyal koordinasyonun değişimi, ftalosiyanin makromolekülündeki mezo-atomların değişimi ve periferik modifikasyondur. Alkil, alkoksil ve alkiltio gibi grupların periferik substituent olarak yapıya dahil edilmeleri sayesinde ftalosiyaninlerin yaygın organik solventlerdeki çözünürlükleri ve optik ve redoks özellikleri geliştirilebilir. Ftalosiyaninler ağ, ana zincir veya yan zincir olarak makromoleküler yapılar ile birleştirilmiş halde bulunabilirler. Bunların yanı sıra uç grup, yan grup olarak ve polimerin merkezine merkez grup olarak dahil olabilirler. Ftalosiyaninlerin polimer merkezlerinde bulunduğu durumlarla ilgili çalışmalar yaygınlaşmaya başlamıştır. Yeni polimer-ftalosiyanin bağlarının oluşturulması şu an çalışılmakta olan aktif bir alandır ve yapılan yeni malzemelerde gözlemlenen gelişmiş özellikler bu alandaki çalışmaları hızlandırmaktadır. Dar molekül ağırlığı dağılımı ve iyi tanımlanma gibi polimerlerin özelliklerini etkileyen faktörleri gelenksel radikal polimerizasyon yöntemleri ile kontrol etmek zordur. Son yıllar içerisinde yaygın bir şekilde geliştirilen kontrollü/yaşayan radikal polimerizasyon (CLRP) tasarlanmış yapılı ve dar bir molekül ağırlığı dağılımına sahip polimerlerin sentezlenmesi için etkili bir yöntem temin etmektedir. CLRP tekniklerine örnek olarak atom transfer radikal polimerizasyonu (ATRP), kararlı serbest radikal polimerizasyoun (SFRP), nitroksit aracılı radikal polimerzasyon (NMRP) ve tersinir eklenme-parçalanma zincir transfer polimerizasyonu (RAFT) gösterileblir. Bu teknikler arasından ATRP, molekül ağırlığını iyi bir şekilde kontrol ve nispeten düşük polidispersiteye sahip polimer sentezi için çok yönlü ve uygun bir tekniktir. ATRP iyi tanımlanmış bileşimlere, mimari yapılara, uç grup işlevselliklerine ve zincir topolojilerine sahip çeşitli polimerlerin sentezlenmesine olanak tanımaktadır. ATRP, büyüyen radikali kararlı hale getirebilecek ve fonksiyonel grupları olan monomerler için uygulanabilir. Çeşitli vinil monomerleri ATRP ile başarılı bir şekilde polimerleştirilmiştir. En çok incelenmiş olanlar stiren, akrilatlar ve metakrilatların polimerleşmesidir. Her ayrı monomer için farklı spesifik ATRP koşulları bulunmaktadır. Bu çalışmada, metil metakrilatın polimerleştirilmesi sırasında kulanılabilecek bir radikal başlatıcı oluşturulmuştur ve bu başlatıcı ATRP reaksiyonunda etkin bir şekilde kullanılmıştır. İlk aşamada, metalsiz ve çinko metalli hidroksil uç grubu bulunan oktakis(hidroksietiltiyo)-sübstitüentli ftalosiyaninlerin uç grupları modifiye edilmiştir. 2-bromopropiyonil bromür kullanılarak metalli ve metalsiz ftalosiyaninlerin uç gruplarında aktif brom grubu olması sağlanmıştır. Reaksiyon verimi gravimetrik olarak hesaplanmıştır. Yapılar arasınaki farklar FT-IR ve NMR yöntemleri ile incelenmiştir. Ayrıca yeni oluşturulan metalsiz ve metalli ftalosiyaninlerin elektrokimyasal özellikleri de incelenmiştir. Sentezlenen ftalosiyaninler metil metakrilatın ATRP yöntemiyle polimerleştirilmesinde başlatıcı olarak kullanılmıştır. Reaksiyon süresinin polimerizasyona etkisi incelenmek üzere metil metakrilat monomerinin elde edilen ftalosiyaninler ile bakır(I)bromür/ N,N,N′,N′,N′′-pentametildietilentriamin katalizörlüğünde metalsiz başlatıcı için 12, 24 ve 48 saat ve metalli başlatıcı için 6, 12, 24 ve 48 saat boyunca reaksiyon vermesi sağlanmıştır. Reaksiyon sonunda elde edilen çözelti üzerine tetrahidrofuran eklenip kısa alümina kolonda geçirilerek ortamdaki fazla bakırdan kurtulması sağlanmıştır. Solvent uçurulmuş ve polimerler metanol içerisine çöktürülüp sonrasında süzülmüştür. Jel Geçirgenlik Kromotografisinde ile polimetimetakrilatların moleküler ağırlıkları (Mn) ve moleküler ağırlık dağılımları (PDI) incelenmiştir. Beklenildiği üzere reaksiyon süresinin artması polimerin molekül ağırlığı artmış ve molekül ağırlık dağılımı düşmüştür. Oluşan polimerlerin yapısı FT-IR ve NMR yöntemleri ile incelenmiştir. Hem ftalosiyanin başlatıcılarının hem de polimerlerinin elektrokimyasal özellikleri incelenmiştir ve birbirlerine benzer karakterde özellikleri olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca başlatıcıların ve polimerlerin elektronik absorpsiyon ve floresans özelliklerine bakılıp gerekli karşılatırmalar yapılmıştır. Elektronik absorpsiyon özelliklerinden elde edilen en önemli sonuç, beklenildiği üzere metalsiz başlatıcıyla sentezlenen polimerlerin içerisinde metal bulunan polimerlerle benzer elektronik absorpsiyon spektrumları vermesdir. Bunun nedeni ortamın sıcaklığı ve ortamda bulunan fazladan bakır kompleksleri nedeniyle ATRP sırasında metalsiz ftalosiyaninlerin merkezine bakır atomunun yerleşmesidir. Floresans spekrumlarından çıkarılan sonuç ise düşük ağırlıklı polimerlerin floresans özelliğini koruduğu fakat molekül ağırlığı arttıkça kendiliğinden sönümlemelerin gözlenmeye başlanmasıdır. Son olarak geçirgenlik özellikleri incelenmiş, ftalosiyaninlerin başlatıcı olarak kullanılmasıın polimetilmetakrilatların geçirgenlik özellkliklerini olumsuz yönde etkilemediği gözlemlenmiştir.
-
ÖgeÇekirdeklendirici Katkıların Geri Dönüştürülmüş Polipropilenin Mekanik Davranışına Etkisinin Araştırılması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-06-19) Şentürk, Buket ; Uyanık, Nurseli ; 10040502 ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyEn yüksek tüketim oranına sahip plastik türlerinden biri olan polipropilen yüksek mekanik özellikler, düşük yoğunluk ve iyi işlenebilme gibi özelliklere sahiptir. Bununla beraber, polipropilenin düşük darbe mukavemeti sebebiyle mühendislik plastiği olarak kullanımı ciddi anlamda kısıtlanmaktadır. Bu durum geri dönüştürülmüş polipropilen hammaddeleri için daha büyük bir sorundur. Bu çalışmada; geri dönüştürülmüş PP’ye; %5 ve %10 EPDM, %0,5 oranında 3 farklı “α” tipi çekirdeklendirici katkı ve %0,2 ikincil antioksidan katılarak eriyik karıştırma yöntemiyle tekli, ikili ve üçlü katkı karışımları hazırlanmıştır. Karışımları hazırlamak için 27 mm vida çapına ve 48:1 L/D oranına sahip çift vidalı 13 ısıtma bölgeli ekstrüder kullanılmıştır. Hazırlanan numunelerin fiziksel, morfolojik ve ısısal özelliklerinin belirlenmesi amacıyla yoğunluk, eriyik akış indeksi (MFI), X ışınları kırınımı (XRD), diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve polarize mikroskop (POM); mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla çekme, darbe ve sertlik testleri yapılmıştır. XRD sonuçlarına göre α tipi çekirdeklendirici ajanlar, üçlü karışımlarda θ açılarına denk gelen şiddeti önemli ölçüde değiştirmiştir. DSC ve POM sonuçlarında çekirdeklendirici katkıların geri dönüştürülmüş PP’nin kristalizasyon sıcaklığını yükselttiği ve kristal yapılarınının (spherulite) boyutunu küçülttüğü görülmüştür. Mekanik test sonuçlarına göre üçlü karışımların kullanımı hem yüksek darbe mukavemeti hem de yüksek çekme özellikleri sağlamıştır. POM sonuçlarında kristalizasyon oluşumu açısından en belirgin görüntünün elde edildiği %10 3092PM/NA-11UH içeren ikincil antioksidan katkılı üçlü karışımı aynı zamanda en iyi mekanik özellikleri göstermiştir.
-
ÖgeGümüş Nitrat İçeren Poliakrilonitril Kompozit Nanoliflerin Geliştirilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-02-23) Demirsoy, Nesrin ; Önen, Hacer Ayşen ; 10065944 ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologySon yıllarda gümüş nitrat ihtiva eden ve pek çok alanda kullanımı olan nanolifler oldukça ilgi çekmektedir. Gümüş nitrat içeren polimer kompozit nanolifler yara iyileştirme tedavisinde filtrelerde membran olarak, kimyasal ve biyolojik koruyucu malzemelerde, endüstriyel toz toplama sistemlerinde, hava ve su filtrelerinde, ışık ve elektrik sensörü olarak, yapay dokularda ve koruyucu tekstil ürünlerinde kullanılmaktadır. Poliakrilonitril sentetik nanolif üretiminde kullanılan önemli mühendislik polimerlerinden biridir. PAN/Ag kompozit polimerleri optik, mekanik, elektriksel, antibakteriyel özellikler sağlaması sebebiyle fonksiyonel sentetik nanoliflerin elde edilmesine olanak sağlamaktadır. Ayrıca yüksek yüzey alan, yüksek nüfuz etme kapasitesi ve yüksek elektriksel iletkenlik de sağlamaktadırlar. Gümüş nanopartikül içeren polimer kompozitler değişik pek çok özellik sağlamasına rağmen, PAN/Ag nanoliflerindeki gümüş iyonlarının dispers edilmesi büyük önem teşkil etmektedir. Polimer matriksin içinde yer alan gümüş iyonlarının miktarı, dağılımı ve boyutu nanoliflerin istenilen özelliklerine oldukça etki etmektedir. Polimer kompozit malzemelerin eldesi için pek çok yöntem olmasına rağmen polimer solüsyonu ile gümüş nitrat taneciklerinin mekanik karıştırılması en kolay ve bilindik yöntemdir. Uygulamada kolaylık sağlamasına rağmen gümüş nano partiküllerin agglomera olması sebebiyle bu yöntem dezavantajlıdır. Aynı zamanda polimer solüsyonun yüksek viskozitede olması, gümüş nanopartiküllerin dağılımını azaltmakta ve agglomerasyon riskini artırmaktadır. Gümüş nano partiküllerin homojen dağılımını sağlamak ve istenilen sabit, mono dispers nanopartikül dağılımını elde edebilmek amacıyla kimyasal indirgeme yöntemlerinde stabilizatör kullanımı da yapılabilmektedir. Poly(N-vinylpyrrolidone) (PVP) bu amaçla kullanılan bilinen en iyi stabilizatörlerdendir. Agglomerasyon gibi olumsuz özelliklerin etkisini azaltmak veya ortadan kaldırabilmek amacıyla metal iyonlarının matriks içinde indirgenmesi son yıllarda dikkat çeken çalışma yöntemlerinden biridir. Bu yöntemle metal tuzlarından elde edilen gümüş iyonları Ag0’a polimer matriksi içinde indirgenir. Gümüş iyonlarından gümüş nano partiküllerin elde edilmesi birçok farklı indirgeme yöntemiyle gerçekleştirilebilir. Kimyasal indirgeme metodlarından sodium borohidratla, refluxla, UV ışımasıyla ve Xenon Arc ile indirgeme işlemi yapılabilmektedir. Bu tez çalışmasında kompozit nanoliflere eklenen farklı oranlarda gümüş nitrat, farklı oranlarda PVP ve uygulanan farklı dispersiyon yöntemleri ile değişik indirgeme yöntemlerinin nanoliflerin mekanik, elektriksel ve antibakteriyal özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında farklı indirgeme yöntemlerinin parametreler üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu sebeple ilk etapta %10 gümüş nitrat içeren nanolifler üretilmiştir. Üretilen nanolifler üzeride beş farklı indirgeme yöntemi kullanılmıştır. Bunlar; hidrazin hidroksitle indirgeme, refluks yöntemi, Xenon Arc lambası ile solüsyonda indirgeme, xenon arc lambası ile nanolif üzerinde indirgeme ve UV lambası ile indirgeme yöntemleridir. Hidrazin hidroksitle indirgeme yönteminde hidrazin hidroksitin belli oranda sulu çözeltisi hazırlanmıştır. Elektroeğirme yöntemi ile üretilmiş nanolifler, bu sulu çözelti içinde belli bir süre bekletilerek indirgenmiştir. Refluks yöntemi ile gümüş nitrat içeren PAN/AgNO3 solüsyonu refluks düzeneği kurularak indirgenmiştir. UV lambası ile indirgemede ışıma kutusu yapılmış ve içine nanolifler yerleştirilerek belirli sürelerde indirgenme sağlanmıştır. Xenon arc lambası kullanılarak yapılan indirgemede iki yol izlenmiştir: PAN/AgNO3 solüsyon olarak indirgenmiş, indirgenmiş nanopartiküller ile elektrospinnig yapılmıştır. Diğer yöntemde ise PAN/AgNO3 solüsyonu üretilip elektrospinning yapılır. Elde edilen nanolif Xenon lambasında indirgenir. Xenon arc lambası yüksek yoğunluğa sahip iyonlaşmış ksenon gazına elektriksel potansiyel uygulayarak ışık üreten bir gaz deşarj lambasıdır. Ve gün ışığına benzeyen parlak beyaz bir renk üretir. Fakat görünür bölgede ışıma verme konusunda etkin değildir. Çalışmanın diğer aşamasında, gümüş nitrat dispersiyonunda stabilizatör etkisini incelenmiştir. Bu amaçla PVP kullanılmıştır. PVP bu amaçla kullanılan stabilizatörler arasında en etkin olanıdır. PVP’nin etkilerini incelemek için PAN/AgNO3 solüsyonuna belirli oranlarda PVP eklenmiş ve elektrospinning yapılmıştır. Aynı zamanda PVP içeren nanoliflerin farklı yöntemlerle (hidrazin ve xenon arc solüsyon yöntemleri) indirgenmesiyle elde edilen parametreler de incelenmiştir. Tezin diğer bir aşamasında karıştırma, dispersiyon, yöntemlerinin etkileri incelenmiştir. Bu nedenle iki farklı karıştırma yönteminin karşılaştırılması yapılmıştır. Magnetik karıştırma ve ultasonik karıştırma yöntemleri karşılaştırılmıştır. En etkili karıştırma yöntemi tespit edilmiş ve bu yöntemin incelenen özellikler üzerindeki etkileri tespit edilmiştir. Tezin en önemli çalışmalarından biri de elektriksel iletkenlik, mukavemet, antimikrobiyal özelliği sağlamada en etkin gümüş nitrat oranının belirlenmesidir. Bu sebeple farklı oranlarda (%1, %3 ve %10) gümüş nitrat içeren PAN/AgNO3 çözeltileri hazırlanmış, elektroeğirme yöntemi ile nanolif haline getirilmiş ve çeşitli yöntemlerle indirgenmiştir. Aynı şeklide solüsyon halindeki PAN/AgNO3 karışımları çeşitli yöntemlerle indirgendikten sonra elektroeğirme ile nanolif haline getirilerek istenen özelliklere olan etkileri incelenmiştir. Nanolif üretiminde pekçok yöntem kullanılmakla birlikte, elektroeğirme yöntemi, pürüzsüz, düzgün ve güvenilir nanolif elde etmede en yaygın kullanılan yöntemlerden biridir. Bu yöntemle morfolojisi kontrol edilebilen nanolifleri üretebilmek mümkündür. Elektroeğirme yöntemi, yüksek elektrik alan ile yüklenmiş polimer solüsyonlarından nanolif üretimine dayanan bir yöntem olup nanolif üretiminin elektriksel kuvvetlerle kontrol edilebildiği bir yöntemdir. Bu çalışmada üretilen nanoliflerin karakterizasyonu sırasında pek çok cihaz ve yöntem kullanılmıştır. Elektriksel iletkenlik için iletkenlik ölçer cihazı, mukavemet değerlerinin ölçümünde mukavemet cihazı, morfolojik özelliklerin incelenmesinde SEM, SEM-EDS ve XRD cihazı, nanoliflerin termal özelliklerin incelenmesinde DSC cihazı, indirgenme etkisini ve gümüş nitrat katkısının sağladığı etkileri görebilmek amacıyla UV-Visible cihazı kullanılmıştır. Ayrıca antimikrobiyal etkinlik testleri de Staphylococcus aureus bakterisine karşı yapılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda elektriksel iletkenlikte, mekanik özelliklerde, antimikrobiyal etkinlikte, nanolif çapında, termal özelliklerde en etkin indirgenme yöntemi, gümüş nitratların dispersiyonunda en etkin karıştırma yöntemi, gümüş nitratın dispersiyonunda katkı sağlamak amacıyla kullanılması gereken etkin PVP oranı belirlenmiştir. Aynı zamanda bahsi geçen özelliklerin en iyi netice verdiği gümüş nitrat oranı tespit edilmiştir. Buna göre; elektriksel iletkenlikte en uygun gümüş nitrat katkısının %3 oranında olduğu görülmüştür. En etkin mukavemet değerlerinin %1 katkılı gümüş nitrattan elde edildiği sonucuna ulaşılmıştır. PAN solüsyonuna gümüş nanopartikül eklenmesinin indirgeme olmadan bile mukavemeti arttırdığı görülmüştür. Ayrıca gümüş nitrat katkısının nanolif çaplarını artırdığı tespit edilmiştir. İndirgeme yöntemlerinden xenon arc solüsyon yönteminin en kalın nanolif çapına neden olduğu görülmüştür. Bu duruma bu yöntemle indirgemenin solüsyon viskozitesini artırmasının neden olduğu düşünülmüştür. İndirgeme yöntemlerinden hidrazin hidroksitle ve xenon arc solüsyon yönteminin en etkili sonuçları verdiği görülmüştür. Fakat sanayide uygulama kolaylığı sağlama açısından, hidrazin hidroksit yönteminin daha pratik sonuçlar verebileceği düşünülmüştür. Hidrazinle indirgenmiş nanoliflerin daha dayanımlı nanolifleri elde etmede olumlu etkileri görülmüştür. Gümüş nitratların dispersiyonunu kolaylaştırmak amacıyla stabilizatör olarak kullanılan PVP için 1:1 oranının en etkili sonuç verdiği görülmüştür. Ancak PVP’nin uygun oranlarda kullanılmasının dispersiyon açısından olumlu sonuçlar verdiği sonucuna ulaşılmıştır. Antimikrobiyal etkinlik açısından incelenen %10 gümüş nitrat içeren nanoliflerde her üç indirgeme yönteminin (hidrazin hidroksit, xenon arc solüsyon, xenon arc nanoweb) de etkili sonuç verdiği görülmüştür. Üç farklı yöntemle indirgenen %10 gümüş nitrat içeren nanoliflerde %99 oranında antimikrobiyal etkinlik sağlanmıştır. Antimikrobiyal etkinlik sağlamada minimum %3 oranında gümüş nitrat kullanımının yeterli olabileceği sonucuna varılmıştır.