FBE- Kimya Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Konu "Activated clay" ile FBE- Kimya Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgePolimer/kil Nanokompozitlerin Hazırlanmasında Yeni Yöntemler(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-05-29) Aydın, Muhammed ; Yağcı, Yusuf ; 10074304 ; Kimya ; ChemistryNanokompozit malzemeler üstün optik, termal, elektronik, fotonik, manyetik, reolojik, yapısal ve mekanik niteliklerinden dolayı her geçen gün kullanımı artmaktadır. Plastik sektöründe büyük paya sahip olan, otomotiv, kaplama, biyomedikal ve paketleme sanayileri en önemli kullanım alanlarıdır. Genel bir tanımla; iki veya daha fazla malzemenin, iyi özelliklerini bir araya toplamak ya da ortaya yeni bir özellik çıkarmak için, mikro veya makro seviyede heterojen karışımıyla oluşan malzemeye “kompozit malzeme” denir. Nanokompozitler, sürekli bir polimer matris içerisine dağılmış en az bir boyutu 100 nanometreden küçük olan parçacıkları içeren heterofazlı kompozit yapılardır. Nanokompozit üretiminde kullanılan katkı maddeleri nanoyapılarına göre üç ana kategoriye ayrılmaktadır. Bunlar tek nanoboyutlu killer, iki nanoboyutlu karbon nanotüpler ve nanoteller, ve son olarakta üç nanoboyutlu silika, metal partiküller ve kuantum taneciklerdir. Polimerik kil nanokompozitlerin hazırlanmasında birçok metot geliştirilmiştir. Bu yöntemlerin bir kaçı; tabakalı killer varlığında gerçekleşen yerinde polimerizasyon (in-situ polymerization), erime ile arayı açma (melt intercalation) ve çözelti ortamında arayı açma (intercalation in solution) şeklinde sıralanmaktadır.Yerinde polimerizasyon ile polimer nanokompozit hazırlama, polimer zincirininbüyümesi ile es zamanli olarak nanokillerin dagitilmasi esasına dayanır. Bu yöntemde ilk olarak nanokiller monomer veya monomer çözeltisi ile karıştırılır ve ardından polimerizasyon ısı, radyasyon veya başlatıcı etkisi ile başlatılır. Kil tabakalari arasinda büyüyen polimer zincirleri tabakalar arası mesafelerin artması ve tabakaların oluşan polimer matris içerisinde rastgele dağıtılmasını mümkün kılmaktadır. Bu yönteminavantajlarından birisi, polimer eriği veya polimer çözeltisine nazaran daha düşükviskoziteye sahip monomer çözeltisi içerisinde bulunan nanokil tabakalarinin ultrasound veya yüksek kesme karıştırması (high shear mixing) etkisi ile dağıtılmasına olanak sağlamasıdır. Özetle, yerinde polimerizasyon yöntemi içerisinde, nanopartiküllerin moleküler ölçekte dağıldığı polimer nanokompozitlerinhazırlanmasında kullanılır. Son zamanlarda bakır (I) katalizörlu azit-alkin dipolar siklokatılma tepkimesi olarakta bilinen Click kimyasi tepkimesinde polimer/kil nanokompozitlerin hazırlanmasında kullanılmıştır. Click kimyasına uygun azit yada alkin fonksiyonlu nanokiller ile karşıt grupları içeren polimerler basit tepkime koşullarında tepkimeye sokularak polimer/kil nanokompozitler elde edilmiştir. Özellikle bir çok fonksiyonel gruplarla uyumlu olmasi ve kisa surelerde yüksek verimlerle gerçekleşmesinden dolayı Click kimyasi tepkimesi polimer/kil nanokompozit sentezleri için önemli bir yöntem olmuştur. Bu tezin ilk bolumunde, etkili bir yontem olarak bilinen nitroksit radikal kenetlenme tepkimesiyle polimer/kil nanokompozitleri hazirlandi. Öncelikle nitroksit radikal kenetlenme tepkimesi için uygun nitroksil fonksiyonlu kil sentezlenmistir. Bunun icin sodyum montmorillonit kilinin sodyum iyonlariyla 2,2,6,6- tetrametil piperidinin kuartenize amonyum tuzu yer degistirilerek organomodifiye kil elde edilmistir. Elde edilenfonksiyonel kilfarkli oranlarda brom uçlu polistiren ile 120 oC’de bakır (I) bromür/N,N,N′,N′′,N′′-pentametildietilentriaminvarlığında tepkimeye sokularak polistiren/kil nanokompozitler hazirlanmistir. Kil tabakalari arasinda gerceklesen nitroksit radikal kenetlenme tepkimesiyle hem polistiren zincirleri tabakalar arasina yerlestirildi hemde bu tabakalarin polimer icerisinde homojen bir bicimde dagitilmasi saglandi. Elde edilen nanokompozit malzemelerin termal ve yüzey özellikleri değişik analiz yöntemleriyle incelendi. Bu yontemlerden alinan sonuclarla tamamiyla dagitilmis yada kismi olarak dagitilmis kil nanotabakalari iceren polimer killer basariyla sentezlenmistir. Termal analiz sonuclarina gore kucuk oranlarla takviyelendirilen polimerlerin daha yuksek termal ozellikler gosterdigi gozlemlenmistir. Bu tezin ikinci bolumunde, atom transfer radikal polimerizasyonu (ATRP) yontemiyle A3-tipi yildiz polimer/kil nanokompozitleri hazirlandi. Kil arasinda yildiz polimer sentezleyebilmek icin sodyum montmorillonit kilinin sodyum iyonlariyla uc fonksiyonlu ATRP baslatici iceren kuartenize amonyum tuzu yer degistirilerek organomodifiye kil hazirlanmistir. Elde edilenfonksiyonel kilfarkli oranlarda metil metakrilat monomeri varliginda ile 90 oC’de bakır (I) bromür/N,N,N′,N′′,N′′-pentametildietilentriaminvarlığında tepkimeye sokularak polimer/kil nanokompozitler sentezlenmistir. Kil tabakalari arasinda gerceklesen ATRP tepkimesinin kontrollu polimerizasyon davranisi gosterdigi gozlemlenmistir. Yapisal aydinlatma calismalari sonucu elde edilen nanokompozit malzemelertamamiyla dagitilmis yada kismi olarak dagitilmis kil nanotabakalari icerdigi bulunmustur. Dusuk oranda kille beslenen (%1 nanokil takviyeli) nanokompozitin yapisindaki kil tabakalarinin tamamiyla dagitilmis yapida oldugu hem X-Ray difraktometrei hemde gecirimli electron mikroskopu yontemiyle kanitlanmistir. Polimer icindeki nanokil oranin artisiyla yapida kismi olarak arasi acilmis (interkale olmus) kil tabakalarininda miktarinda artis oldugu gozlemlenmistir. Termal analiz sonuclarina gore saf polimere gore tum nanokompozitler daha ustun termal ozellikler gostermistir. Bu tezin son bolumunde, coklu hidrojen bag etkilesimleri kullanilarak yinepolimer/kil nanokompozitleri hazirlanmistir. Bu amacla ureido-4[1H]pirimidinon (UPy) sonlu poli(etilen glikol) ve poly(ɛ-kaprolakton) polimerleri sentezlendi. Diger taraftan yine ureido-4[1H]pirimidinon fonksiyonlu nanokiller ticari olarak satilan ve iki adet hidroksil fonksiyonalitesi bulunan montmorillonit kili (Cloisite 30B) ile ureido-4[1H]pirimidinon-hekzametil izosiyanatin uretan bagi olusturmasiyla elde edilmistir. Daha sonra fonksiyonel nanokil ile UPy sonlu polimerler arasinda gerceklesen dortlu hidrojen koprulerinin olusumuyla hem polimer zincirleri tabakalar arasina yerlestirildi hemde bu tabakalarin polimer icerisinde homojen olarak dagitilmasi saglandi. Spektroskopi ve mikroskop calismalari sonucu nanokompozit malzemelertamamiyla dagitilmis yada kismi olarak dagitilmis kil nanotabakalari iceren karisik bir yapiya sahip oldugu bulunmustur. Polimer icindeki nanokil oranin artisiyla yapida kismi olarak arasi acilmis (interkale olmus) kil tabakalarinin sayilarinda artis onceki calismalarda oldugu gozlemlenmistir. Termal analiz sonuclarina gore saf polimere gore tum nanokompozitler daha yuksek sicakliklarda bozundugu tespit edilmistir. Ayrica diferansiyel taramali kalorimetre sonuclarina gore nanokil ilavesiyle polimerlerin kristal yapilarinda bir degisiklik gozlemlenmemistir.