FBE- Polimer Bilim ve Teknolojisi Lisansüstü Programı - Doktora
Bu koleksiyon için kalıcı URI
Gözat
Başlık ile FBE- Polimer Bilim ve Teknolojisi Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
Öge3,5-bis(perflorobenziloksi)benzil Akrilat İçeren Polimerlerin Sentezi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-09-18) Çakır Çanak, Tuba ; Serhatlı, Ersin ; 443185 ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyPolimerlerin uygulama ve özellikleri istenilen özellik ve performansta yeni malzemeler elde etmek için farklı monomerlerle kopolimerleri yapılarak genişletilebilir. Bugünlerde sadece yeni tip polimerik malzemelerin sentezine değil, varolan polimerlerin yeni uygulamalar için gerekli olan ihtiyaçları karşılamak amacıyla özelliklerini değiştirmek konusuna da dikkate değer bir ilgi vardır. Son on yılda kontrollü/yaşayan polimerizasyon (CLRP ) iyi tanımlanmış yapıda blok, aşı, yıldız ve fonksiyonel polimerler gibi yeni kompleks mimariye sahip polimerlerin hazırlanmasında kullanışlı sentetik bir metod haline gelmiştir. Kontrollü/yaşayan polimerizasyondaki son gelişmeler radikalik mekanizma ile de kontrollü fonksiyonelitede polimer sentezleyebilmeyi mümkün hale getirmiştir. Atom transfer radikal polimerizasyonu (ATRP), nitroksit ortamlı radikal polimerizasyonu (NMRP) ve tersinir eklenme-ayrılma zincir transfer polimerizasyonu (RAFT) kontrollü/yaşayan polimerizasyon yöntemleri için en yaygın kullanılan metotlardır. Çeşitli kontrollü/yaşayan polimerizasyon yöntemleri arasında, atom transfer radikal polimerizasyonu (ATRP), nispeten düşük polidispersiteli ve iyi kontrol edilmiş molekül ağırlığı olan polimerlerin sentezinde kullanılan, çok amaçlı ve çok kullanışlı tekniklerden biridir. ATRP, dar molekül ağırlığı dağılımlı iyi tanımlanmış bileşim, mimari, fonksiyonalite ve zincir topolojisine sahip, hedeflenmiş sayıca-ortalama molekul ağırlığı, spesifik uç grupları, vb. olan çeşitli akrilat polimerlerinin sentezine imkan verir. Poliüretanlar, mekanik dayanıklılık, yüksek aşınma dayanımı, yüksek kimyasal dayanım, asite karşı yüksek aşınma dayanımı, hava şartlarına dayanıklılık ve çok düşük kürlenme sıcaklığı ile geniş bir esneklik aralığı gibi avantajlı özellikleri nedeniyle birçok endüstri alanında artan bir uygulama ve kullanım imkanı bulmaktadır. Bu özellikler poliüretanları dünyadaki en yaygın kullanılan ve en hızlı büyüyen polimerlerden biri haline getirmiştir. UV-kürlenebilir kaplamalar, birçok önde gelen üretici tarafından çevreye olan herhangi zararlı etkisini azaltmak ve endüstrinin gerektirdiği yüksek standartları yerine getirmek amacıyla devamlı olarak geliştirilmektedirler. Özellikle UV kürleme endüstrisinde kaplamalarda, yapısal yapıştırıcılarda ve ileri kompozit matrislerde üretan akrilat türevleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Geniş özellik aralığı, berraklığı ve çevresel etkilerle bozunmaya dayanıklılığından dolayı akrilik polimerler, yumuşak yapıştırıcılardan katı film oluşturmayan ürünlere kadar değişen şaşırtıcı sayıda çeşitli uygulamalarda kullanılır. Flor içeren maddeler sadece mühendislik plastikleri ve yüksek teknolojili elastomerlerde değil aynı zamanda su ve yağ iticiliği gibi ilginç özelliklerinden dolayı kaplama endüstrisinde de dikkate değer uygulama alanı bulmaktadır. Hidrojenin flor atomları ile yer değiştirmesi, polimerik materyallerin kimyasal, termal ve fotokimyasal kararlılığını iyileştirmektedir. Diğer taraftan, florun varlığı kimyasal reaktiviteyi önemli ölçüde etkileyebilir ve en genel florlu monomerler makromoleküler bileşiklere dönüşmek için kompleks prosedürlere ihtiyaç duyarlar. Florlanmış polimer yüzeyleri C-F bağından kaynaklanan müstesna özelliklerinden dolayı çok ilgi çekmektedir. Genellikle, florlu polimerler florsuz analogları ile kıyaslandıklarında yüksek termal kararlılık, artırılmış kimyasal dayanıklılık ve düşük yüzey enerjisi gösterirler. Florlanmış yüzeyler temel özelliklerini, arayüzeydeki özel, kendine has kimyası ve fiziğini açığa vuran C-F bağından elde ederler. Düşük yüzey gerilimleri, düşük elektrostatik yüklenmeleri ve düşük sürtünme katsayıları gibi özellikleri sayesinde mikroelektronikte, buğulanmayı önlemede, çürüme ve yosun tutmayı önlemede birinci derecede önemli rol oynayabilir ve medikal uygulamalarda da umut vermektedir. Bu ilginç makromoleküllerin sentezinde genellikle iki belirgin yöntemden faydalanılır. Birincisi, florlanmış monomerlerin polimerizasyonu ile elde edilebilirler. İkinci olarak florlu polimerler, flor atomları veya flor içeren grupların florlanmamış esas polimere modifikasyon reaksiyonları ile dahil edilmesi yoluyla elde edilebilirler. Ticari olarak elde edilebilinen birçok florlu polimer, florlanmış monomerlerin polimerizasyonu ile hazırlanır. Bu tezde ilk strateji olarak, perflorlanmış yeni bir ATRP başlatıcısının sentezi ve bu başlatıcının stiren (St) ve metil metakrilat (MMA) monomerlerinin polimerizasyonunda kullanılması açıklanmıştır. Molekül ağırlığı ve polimerlerin polidispersitesi bazında sentezlenen başlatıcının etkinliği değerlendirilmiş ve tartışılmıştır. Sentezlenen başlatıcı Fourier tranform kızılötesi spektrometresi (FT-IR), flor NMR (19F-NMR), ve proton NMR (1H-NMR) ile karakterize edilmiştir. Elde edilen flor uç-sonlu polimerler de 1H-NMR, jel geçirgenlik kromatografisi (GPC) ile karakterize edilmiş, termal özellikler diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve termogravimetrik analiz (TGA) metotları ile incelenmiştir. Bu polimerlerin ıslanma davranışlarını araştırmak amacı ile spin coating yöntemi kullanılarak ince filmleri hazırlanmış ve yüzey temas açı değerleri ölçülmüştür. Yapılan polimerizasyonlarda nispeten dar polidispersiteli (Mw/Mn ~1.20) iyi tanımlanmış polimerler elde edilmiştir. FBr nin ATRP başlatıcısı olarak kullanıldığı stiren polimerizasyonundaki hem ln[M]0/[M] in zamanla ve hem de molekül ağırlığının dönüşümle aralarındaki doğrusal ilişki kontrollü/yaşayan polimerizasyona işaret etmektedir. DSC sonuçları saf polistiren (pSt) ve saf polimetil metakrilatın (pMMA) sonuçları ile uyum sağlamaktadır. Florlu grupların polimere entegre edilmesi, TGA analizlerinde daha yüksek miktarda kalıntı elde edilmesini sağlamıştır. Temas açısı ölçümleri, elde edilen filmlerin yüzey ıslanabilirliğinin önemli ölçüde azaldığını göstermiştir. İkinci olarak, flor grubunun sağladığı birçok müstesna avantajları kullanmayı amaçladığımızdan, yeni tip perflorlanmış aromatik grup içeren monomer sentezlenmiş ve bu monomer sadece zincir uçlarında var olan florlar yerine daha fazla flor grubunu bünyesinde barındırabilecek kopolimerler oluşturmak için polimerleştirilmiştir. Sentezlenen monomer 1H-NMR, 19F-NMR, ve FT-IR ile karakterize edilmiştir. Yeni monomerin sentez ve karakterizasyonundan sonra, serbest radikal polimerizasyonu (FRP) kullanılarak MMA ile kopolimerizasyonları gerçekleştirilmiştir. Bu monomerin MMA ile kopolimerizasyon davranışı incelenmiştir. Yapı, reaktivite ile sonuç özellikler arasındaki ilişki hakkında bilgi elde etmek amacı ile her iki monomerin kinetiği de çalışılmıştır. Çalışılan monomer çifti için monomer reaktivite oranları extended Kelen-Tudos (EKT) metodu kullanılarak hesaplanmıştır. Kopolimerlerin bileşimi ve monomer reaktivite oranları kopolimerizasyonun rastgele kopolimerizasyon olduğunu göstermiştir. Kopolimerlerin termal davranışları da TGA ve DSC yöntemleri ile incelenmiştir. Kopolimerler, kopolimer bileşimine bağlı olarak 46 oC ile 78 oC arasında değişen tek bir camsı geçiş sıcaklığı göstermişlerdir. Taramalı kalorimetre eğrilerinde farklı bileşimli bütün kopolimerlerin tamamen amorf olduğunu işaret eden erime endotermleri gözlemlenmemiştir. Kopolimerin döndürmeli kaplama cihazı ile filmleri hazırlanmış ve sentezlenen polimerler üzerindeki su ve etilen glikol temas açısı ölçümleri yüksek düzeyde hidrofobik olduklarını işaret etmiştir. Son olarak, çevresel koruma ile ilgili büyüyen endişeler endüstriyi çözücüsüz polimerizasyon sistemleri kullanmaya sevk etti ve UV ile kaplama yöntemi çözücü içeren polimer formülasyonlarının alışılagelmiş termal kürlenmesine uygulanabilir bir alternatif oldu. UV ile kürlenebilen materyallerin hızlı kürlenmesi, enerji koruması, yüksek etkinliği ve daha az kirliliğe sebep olması gibi ilave faydaları, boya, ince film kaplama, yapıştırıcı, ambalaj mantolama filmi ve mürekkep gibi çeşitli uygulamalarda kullanımının artmasına yol açtı. Yukarıda bahsedilen gerçeklerin sonucunda ve florlu polimerler ve kaplamalarına olan ilgimizin bir parçası olarak tezin üçüncü bölümünde, yeni tip florlanmış üretan akrilat monomeri izoforon diizosiyanat (IPDI), 3,5-bis(pentaflorobenzil)oksi benzil alkol (FOH) ve 2- hidroksi etil metakrilat (HEMA) kullanılarak in situ metodu ile sentezlenmiştir. Elde edilen yeni florlu üretan akrilat (FUA), 1H-NMR spektroskopisi ve FT-IR spektroskopisi ile karakterize edilmiştir. Bu sentezlenen FUA, poliüretan akrilat (PUA) ve poliepoksiakrilat (PEA) formulasyonlarına çeşitli farklı oranlarda katılmıştır. Oligomer (PUA veya PEA), monomer (FUA, HDDA and TPGDA) ve fotobaşlatıcı, Darocur 1173, kullanılarak UV ile kürlenebilir poliüretan akrilat (UV-PUA) elde edilmiştir. Florlamış/florlanmamış üretan akrilat oranının UV-PUAfilm özelliklerine etkisi araştırılmıştır. UV ile kürlenebilir berrak kaplamalar pleksiglas ve teflon substratlara uygulanmıştır. UV ile kürlenebilir kaplamaların jel içeriği, çözücü dayanımı, sertlik, parlaklık, esneklik ve gerilme testleri gibi fiziksel ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Kaplamaların termal davranışları da TGA analizleri ile belirlenmiştir. Florlanmış üretan akrilatın ilavesi, formulasyonların su iticiliğini ve kaplamaların su ve etilen glikol temas açı değerlerini iyileştirmiş ve 72o den 104o e çıkarmıştır.
-
ÖgeAtom Transfer Radikal Polimerizasyon’da İn Situ Bakır (ı) Oluşumu(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Mert Balaban, Hümeyra ; Hızal, Gürkan ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyBu çalışmada stirenin (St) Atom Transfer Radikal Polimerizasyonu (ATRP) Cu(II)/PMDETA ya da silika jel destekli (SG)-Cu (II)/PMDETA katalizi kullanılarak elektron transfer bileşikleri varlığında gerçekleştirildi. Dört bölümden oluşan çalışmanın ilk bölümünde St ATRP’sinde fruktoz, askorbik asit, p-metoksifenol, p-ter-bütilfenol ve dihidrokinonun Cu (II)/PMDETA kompleksi için elektron transfer bileşiği olarak kullanımı gösterildi. Kullanılan elektron transfer bileşiklerinden fruktoz ve askorbik asitin Cu (II) tuzunu Cu(I)’e indirgemede daha etkin olduğu gözlendi. Fruktoz ve askorbik asit konsantrasyonunun polimerizasyon kinetiği üzerine etkisi incelendi. İkinci bölümde ise St ATRP’si Cu (II)/PMDETA kompleks katalizi, sodyumtiyofenolat (PhSNa) ya da p-metoksitiyofenol gibi elektron transfer bileşikleri kullanılarak belirli miktarda hava varlığında gerçekleştirildi. Polimerizasyon mekanizmasını aydınlatmak için kinetik çalışmalar ve spektroskopik (UV-VIS ve MALDI–TOF) ölçümler yapıldı. Polimerizasyonların birinci dereceden kinetik izlediği ve sayıca ortalama molekül ağırlıklarının (Mn) monomer dönüşümüyle doğrusal olarak arttığı gözlendi. Üçüncü bölümde ise Cu (II)/PMDETA/fruktoz (ya da askorbik asit) katalizi kullanılarak hazırlanan doğrusal veya sekiz kollu yıldız şekilli polistiren (PS) homopolimerleri metil metakrilat (MMA) ile zincir uzatma polimerizasyonunda makbaşlatıcı olarak kullanılıp PS-PMMA blok kopolimerleri hazırlandı. Bunun yanında, Cu(II)/PMDETA/PhSNa (ya da p-metoksitiyofenol) katalizi kullanılarak belirli miktarda hava varlığında gerçekleştirilen ATRP ile sentezlenen PS homopolimerleri PS-PMMA blok kopolimeri hazırlanmasında makrobaşlatıcı olarak kullanıldı. Son bölümde ise, St ATRP’si SG-Cu(II)/PMDETA kompleksi, sodyumfenoksit (PhONa) ya da p-metoksifenol kullanılarak belirli miktarda hava varlığında gerçekleştirildi. Geri kazanılan katalizin aktivitesini önemli oranda koruduğu gözlendi. Zincir uzatma polimerizasyonları ve kinetik çalışmalar polimerizasyonların yaşayan karakterini doğruladı.
-
ÖgeAtrp Ve Rop Metodları İle Tasarlanmış Yeni Makrofotobaşlatıcıların Sentezi, Karakterizasyonu Ve Blok Kopolimerizayonda Kullanılmaları(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Değirmenci, Mustafa ; Yağcı, Yusuf ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyBu çalışmada, Atom Transfer Radikal Polimerizasyon (ATRP) ve Halka Açılması Polimerizasyonu (ROP) yöntemleri ile tasarlanmış yeni polimerik fotobaşlatıcıların sentezi, karakterizasyonu ve blok kopolimerizasyonda kullanılmaları incelenmiştir. Prosesin ilk aşamasında, bir fotoaktif grup yanısıra ATRP ve ROP metotları için uygun bir fonksiyonel gruba sahip fotobaşlatıcılar kullanılarak sırasıyla stiren ve -kaprolaktonun kontrollü polimerizasyonu gerçekleştirilmiştir. Ucunda ve ortasında istenilen fotobaşlatıcı fonksiyonuna ve dar molekül ağırlığı dağılımına sahip polistiren ve poli(-kaprolakton) polimerlerinin sentezlenmiş olduğu, GPC, IR, H-NMR, UV ve floresans spectroskopik çalışmaları ile ispatlandı. Metil metakrilatın (MMA) fotokimyasal yolla radikalik olarak polimerleşmesinde, UV ışığına maruz bırakıldıklarında fenil keton grubunun bulunduğu kısımdan –bölünmesine uğrayan bu önpolimerler (macrofotobaşlatıcılar) kullanıdı. Zincir ucunda fotoaktif grup içeren makrofotobaşlatıcıların kullanılması ile hem homo, hem de blok kopolimerler elde edilirken, zincir ortasında fotoaktif grup içeren makrofotobaşlatıcıların kullanılmasından St veya -CL ile MMA’nın sadece blok kopolimerleri ele geçmiştir. Bir alternatif olarak, aynı zamanda dönüşüm polimerizasyonu yöntemi makrofotobaşlatıcılara uygulandı. Bu amaçla, zincir uç grubunda fotoaktif grup bulunduran makrofotobaşlatıcılar, fotokimyasal katyonik polimerizasyonda kullanılarak blok kopolimerler elde edildi.
-
ÖgeBiyomoleküllerin Ayrılması İçin Sülfonamid Ve Akrilat Bazlı Polimerik Sorbentlerin Hazırlanması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-03-24) Yavuz, Erdem ; Şenkal, B. Filiz ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyBu tezde hidrazin, amin, karboksilik asit ve metansülfonik asit içeren reçineler hazırlanmış ve karekterize edilmişlerdir. Hidrazin, amin ve karboksilik asit içeren reçineler çapraz bağlı poli(vinilbenzil klorür)’den başlayarak sentezlenmişlerdir. Poli(glisidil metakrilat) ve poli(etil akrilat) PVBC üzerine ATRP yöntemiyle aşılanmışlardır. Aşılanmış reçineler hidrazin, amin ve karboksilik asit gruplarıyla modifiye edilmişlerdir. Hidrazin grubu aldehidleri hidrazon oluşturmak üzere adsorplayabilir. Bu mekanizma enzimlerin adsorpsiyonu için kullanılmıştır. Adsorpsiyon deneyleri pH, iyonik şiddet ve sıcaklığa bağlı olarak gerçekleştirilmiştir. Reçinelerin adsorpsiyon izotermleri ve kinetik özellikleri çalışılmıştır. Ayrıca hidrazin fonksiyonel reçinenin termodinamik parametreleri bulunmuştur. Poli(etil akrilat) PVBC üzerine ATRP ile aşılanmış ve ester grubu poli(akrilik asit) grubu elde etmek için hidroliz edilmiştir. Reçine bazik boyaların giderilmesinde kullanılmıştır. Boya tutma özellikleri, boya tutma kinetiği ve yüklü reçineden boyanın ger kazanımı incelenmiştir. Metansülfonik asit fonksiyonu çapraz bağlı klorosülfolanmış poli(stiren)’nin metan sülfonik asit ile reaksiyonuyla elde edlmiştir. Sülfonamidler asidik ve bazik ortamda kolaylıkla hidroliz olmazlar. Bu özellik geri kazanım işlemi için önemlidir. Reçine tripsin proteinin adsorpsiyonunda kullanılmış ve adsorpsiyon özellikleri farklı pH, iyonik şiddet, sıcaklıkda incelenmiştir. Adsorpsiyon kinetiği ve desorpsiyon koşulları da bulunmuştur. Reçine ayrıca bazik boyaların giderilmesinde kullanılmıştır.
-
ÖgeBoya Uyarımlı Güneş Pili Uygulamarı İçin Tio2-poli(alkilendioksitiyofen) Nano Yapılarının Üretim(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016-11-04) Balkan, Timuçin ; Saraç, Abdülkadir Sezai ; 10128974 ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyGüneşin bir yılda dünyaya gönderdiği enerji 120.000 TW’dır. Bu enerjinin yalnızca %0.02’si tek başına fosil yakıtlarının ve nükleer enerji gibi enerji kaynaklarının yerini almaya yetecek miktardadır. Son yıllarda yapılan çalışmalarla büyük hız kazanan fotovoltaik (FV) teknolojisi ile güneş ışığının fotoelektrik etki ile doğrudan elektrik enerjisine dönüştürülmesi sağlanmaktadır. Ne var ki bu alanda uygulanan mevcut teknolojinin başlıca iki temel dezavantajı vardır. Bunlardan birincisi, verimleri % 20-25 arasında olan silisyum tabanlı (kristal silisyum, amorf/kristal heteroeklem FV hücreler, vb…) FV teknolojileri ile elde edilen enerji üretimlerinin mevcut enerji kaynaklarına göre pahalı olması; ikincisi ise üretim maliyeti silisyum FV hücrelere göre düşük olan üçüncü nesil FV hücrelerin veriminin düşük olmasıdır. Fotovoltaik teknolojisinin kullanımının yaygınlaştırılmasındaki üretim maliyeti sorunu, yüksek saflıkta silisyum tabanlı malzemelerin ve geleneksel FV aygıt fabrikasyonu yöntemlerinin yerine, organik malzemelerin kullanıldığı üçüncü nesil FV teknolojiler olan organik güneş pilleri ve boya ile duyarlaştırılmış güneş pillerinin (DSSC) kullanılması ile çözümlenmeye çalışılmaktadır. Üçüncü nesil güneş pilleri arasında, DSSC’ler düşük maliyetleri, uzun vadeli kararlılıkları ve nispeten ışığın elektriğe dönüşüm verimliliğinin yüksek olması sebebiyle son yıllarda çok dikkat çekmektedr. Bunun yanı sıra, fiziksel ve kimyasal özelliklerinin sentezleri sırasında kontrol edilebilmesi DSSC’lerin en büyük avantajlarındandır. Tipik bir DSSC hücresi üzerine ışığa duyarlı boya adsorbe edilmiş nanokristal yarı iletken bir TiO2 tabaka (foto-anot), I3-/I- redoks çiftini içeren bir elektrolit ve redoks çiftinin yenilenmesi için katalizör görevi yapan yardımcı elektrottan oluşmaktadır. DSSC’yi oluşturan önemli bileşenlerden biri olan yardımcı elektrot, dış devreden geçen elektronların toplanmasına ve bu sayede I3- iyonunun indirgenerek I- iyonuna dönüşmesine aracılık eder ve redoks çiftinin yenilenmesine neden olur. FTO üzerine kaplanan platin (Pt) film elektrotların I3- iyonunun indirgenmesi için katalitik aktivitelerinin yüksek olması ve yüksek iletkenliğe sahip olmalarından dolayı DSSC’lerde kullanılan en yaygın yardımcı elektrotlardır. Ancak, platinin hem pahalı bir malzeme olması hem de nadir bir element olması DSSC’lerin pratik uygulamalarını sınırlandırmaktadır. DSSC’ler için platinin yerine geçebilecek yüksek verimlilik sağlayacak yardımcı elektrotların geliştirilmesi partik uygulamalar açısından önem arz etmektedir. Bu amaçla tez kapsamında, TiO2 nano (çubuk, partikül vb.) yapılardan ve iletken polimerlerden oluşan çeşitli yardımcı elektrotlar üretilmiş ve karakterize edilmiştir. Hazırlanan tüm elektrotların I3- iyonunun indirgenmesi için platin elektrot ile karşılaştırılabilir katalitik performans gösterdiği bulunmuştur. Kompozit yardımcı elektrotların üretim aşamasının daha kolay anlaşılabilmesi için tez dört ana başlığa bölünmüştür. Tezin ilk kısmında, TiO2 nanoliflerinin hazırlanması için basit ve ucuz bir yöntem olan elektro çekim yöntemi kullanılmıştır. Elektro çekim sırasında taşıyıcı polimer olarak PVP seçilmiştir. Elde edilen kompozit nanoliflerin 450 oC’de kalsine edilmesinden sonra PVP yapıdan tamamen uzaklaştırılmış ve yüksek kristal yapısına sahip anataz fazda TiO2 nanoliflerinin eldesi sağlanmıştır. Ayrıca, elde edilen TiO2 nanoliflerinin çaplarının, öncü elektroçekim çözeltisindeki PVP ve Ti(Iso) oranlarının değişimi ile kontrol edilebileceği bulunmuştur. Bir substrat üzerine TiO2 tabakaların özellikle TiO2 nanoliflerin entegrasyonunun zor olması TiO2’nin uygulama alanlarını sınırlandırmaktadır. Bu entegrasyonun arttırılması TiO2’nin sadece DSSC uygulamalarında değil TiO2’nin diğer uygulama alanları içinde önem teşkil etmektedir. Her ne kadar bu sorunun çözümü için çeşitli kaplama yöntemlerinin kullanılması rapor edilse de bu yöntemlerin elde edilen elektrotların elektrokimyasal ve foto-elektrokimyasal özelliklerine etkisi hakkında bilgi eksikliği mevcuttur. Bu nedenle, ikinci kısımda, farklı kaplama yöntemleri kullanılarak (daldırma, elektro çekim, elektro spray) farklı morfolojilere sahip TiO2/FTO elektrotları üretilmiştir. FTO üzeine kaplanan nano yapılı tabakanın yüzey morfolojisinin ve kristal büyüklüklerinin elektrokimyasal impedans ve foto elektrokimyasal özelliklere etkisi araştırılmıştır. Eş değer devre modellemesinden elde edilen yük transfer değerleri ile ışık altında üretilen akım değerleri arasında ters bir orantı olduğu bulunmuştur. Tezin üçüncü kısmında, mekanik kırma (ball milling) yöntemi kullanılarak ilk aşamada elde edilen TiO2 nanolifleri öğütülerek TiO2 nanoçubukları elde edilmiştir. Daha sonra elde TiO2 nanoçubuklar ve TiO2 nano partiküller belirli bir miktar PEDOT:PSS ile karıştırılmıştır. Hazırlanan karışım baget ile FTO üzerine sürülerek (kalınlıklar ≈ 20 µm) yardımcı elektrotlar hazırlanmıştır (Şekil 1). Yapıya TiO2’nin katılmasından sonra PEDOT:PSS’in redoks çiftine (I3-/I-) karşı olan katalitik aktivitesinin önemli ölçüde arttığı görülmüştür. Bu durum, döngülü voltametri ve elektrokimyasal impedans ölçümleriyle takip edilmiştir. Elektrotların katalitik aktivitelerinin TiO2 nano çubuk-TiO2 nano partikül oranına bağlı olduğu bulunmuştur. Elektrokimyasal ölçümlerden elde edilen elektrotlara ait yük taşıma dirençleri kompozit malzemedeki TiO2 nano çubuk miktarının artması ile azalmıştır. Tezin son kısmında, elektrokimyasal kaplama yöntemi kullanılarak poli (3,4alkilendioksitiyofen)/FTO ve poli (3,4-alkilendioksitiyofen)/3-aminopropiltrietoksi silan ile modifiye edilmiş TiO2 nano çubuk/FTO elektrotları üretilmiştir (Şekil 2). Elektrotların yüzey pürüzlülükleri ve redoks çiftine (I3-/I-) karşı katalitik aktiviteleri karakterize edilmiş ve performansları karşılaştırılmıştır. Döngülü voltametri ve impedans sonuçları yapıda modifiye edilmiş TiO2 nano çubuk içeren elektrodun elektrokatalitik aktivitesinin sadece poli (3,4-alkilendioksitiyofen) türevlerinden üretilen elektrotlardan daha iyi olduğunu göstermiştir. Elektrotların yüzey pürüzlülüklerinin artması ile katalitik aktivitelerinin arttığı bulunmuştur. Dahası bu elektrotlardan elde edilen katalitik aktivite değerlerinin en az platin elektrodun katalitik aktivitesi kadar iyi olduğu görülmüştür.
-
ÖgeClick Kimyası Kullanılarak H Şekilli Polimerlerin Hazırlanması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-04-27) Güngör, Eda ; Tunca, Ümit ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyBu çalışmada, “click kimyası” terimi altında sınıflandırılan, Diels-Alder (DA) ve bakır katalizli azid-alkin siklo katılma (CuAAC) tepkimeleri gibi etkin organik reaksiyonlardan faydalanılarak, çeşitli H tipi polimerlerin sentezi için yeni yöntemler geliştirilmiştir. H tipi polimerlerin sentezinde kullanılan polimerler kontrollü/yaşayan radikal polimerleşme (C/LRP) yöntemlerinden olan, atom transfer radikal polimerleşmesi (ATRP) ve nitroksit ortamlı polimerleşmesi (NMP) ya da halka açılması polimerizasyonu ve esterleşme reaksiyonları ile hazırlanmışlardır. İlk çalışmada, CuAAC click reaksiyonu ile merkezi birimin (poli(tert-butilakrilat) (PtBA) veya (poli(etilen glikol) (PEG)) her iki tarafında termodinamik olarak uyumlu iki farklı kollara (poli(stiren) (PS) ve poli(metilmetakrilat) (PMMA)) sahip (PS)(PMMA)-PtBA-(PMMA)(PS) ve (PS)(PMMA)-PEG-(PMMA)(PS) H şekilli polimerler sentezlenmiştir. Bunun yanında, farklı kollara sahip, ana zinciri PtBA olan ve poli(ε-caprolakton) (PCL), PS, PEG, and PMMA yan zincirli H şekilli (ABCDE tipi) beşlipolimer, CuAAC modüler yaklaşmı kullanılarak hazırlanmıştır. Ayrıca, etkin bir biçimde CuAAC ve DA çift click reaksiyonları kullanılarak farklı kimyasal yapılara sahip pentablok H şekilli polimer sentezlenmiştir. İlgili ara ürünler ve sonuç ürünleri 1H NMR, UV, FT-IR, GPC ve AFM ölçümleri ile karakterize edilmiştir.
-
ÖgeClıck Reaksiyonları İle Makromoleküllerin Sentezi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-11-03) Dağ, Aydan ; Hızal, Gürkan ; 416573 ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyBu çalışmada, “click kimyası” terimi altında sınıflandırılan, bakır katalizli azid-alkin siklo katılma (CuAAC) ve Diels-Alder tepkimeleri gibi etkin organik reaksiyonlardan faydalanarak çeşitli yapılardaki makromolekülerin sentezi geliştirilmiştir. Aşı ve yıldız polimerlerin sentezinde kullanılan öncü polimerler, molekül ağırlığı ve fonksiyonaliteyi kontrol edebilmekte kolaylık sağlayan kontrollü/yaşayan radikal polimerleşme (C/LRP) yöntemleri ile hazırlanmıştır. İlk olarak, farklı kollu aşı kopolimerlerin ve 3-kollu yıldız blok kopolimerlerin sentezi, CuAAC ve Diels-Alder click reaksiyonlarının birlikte ve tek aşamada uygulanması ile gerçekleştirilmiştir. Bunun yanında, CuAAC reaksiyonunun ya tek ya da Diels-Alder reaksiyonu ile sıralı olarak kullanılması ile faklı topolojilerde çok kollu yıldız kopolimerlerin sentezi gerçekleştirilmiştir. İlgili ara ürünler ve sonuç ürünleri 1H NMR, UV, FT-IR, GPC ve AFM ölçümleri ile karakterize edilmiştir.
-
ÖgeÇevre Fonksiyonlu Çok Kollu Yıldız Polimerlerin Sentezi Ve Karakterizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017-02-15) Çakır, Neşe ; Hızal, Gürkan ; 10139394 ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyOrganik kimyada moleküler seviyede kontrolü sağlamak için kullanılan yöntemler, son zamanlardaki gelişmeler ile kontrollü kompozisyon ve yapılarda iyi tanımlanmış makromoleküllerin sentezinde de kullanılmaktadır. Makromoleküler düzeyde kimyasal yapı ve fonsiyonların doğru bir şekilde kontrolü önemli olmasına rağmen, organik kimyadaki bu sentetik teknikleri polimer sentezine aktarmanın kolay bir süreç olmadığı unutulmamalıdır. Daha doğrusu, makromoleküllerin karakteristik özellikleri (ör. fonksiyonel grup sayısı, molekül ağırlığı dağılımı, ve saflaştırma teknikleri) küçük moleküllerle kıyaslandığında, yapısal doğruluk ve yüksek derecede fonksiyonel grup uyumluluğunun tespiti polimer sentez yöntemlerinin aydınlatılmasında oldukça önemlidir. Serbest radikalik polimerleşme makromolekül sentezinde oldukça yaygın kullanılmasına rağmen, iyonik polimerleşmede de olduğu gibi polimer yapı ve fonksiyonu üzerinde etkisi yoktur. Son yıllarda kontrollü radikal polimerleşme metodları üzerinde muazzam bir ilerleme olmuştur. Atom transfer radikal polimerleşmesi (ATRP), nitroksit ortamlı radikal polimerleşmesi (NMP), ve tersinir eklenme-ayrılma zincir transfer polimerleşmesi (RAFT) gibi polimerleşme çeşitleri en sık kullanılan kontrollü/“yaşayan” radikal polimerizasyon (C/LRP) methodlarından olup, farklı kompozisyonlarda (blok, aşı, yıldız ve alternatif dönüşümlü kopolimerler), düşük dağılımlı, kontrollü molekül ağırlığına sahip ve çeşitli fonksiyoniteler içeren sentetik polimerlerin hazırlanmasını sağlar. Click kimyası özel olarak ilerleyen, yüksek verimli, enerji olarak tercih edilen kimyasal reaksiyonlardır, bunlar ilk başta sentetik kimyada kullanılmış daha sonra polimer ve malzeme biliminde oldukça popüler olarak kullanılan evrensel araçlar haline gelmiştir. Click reaksiyonları, özellikle Cu (I)-katalizli azit-alkin siklokatılma (CuAAC) reaksiyonu, Diels-Alder reaksiyonu ve tiyol-en reaksiyonu, son zamanlarda gelişmiş makromoleküler tasarım için son derece güçlü araçlar olduğu gösterilmiştir. Ayrıca, pentaflorofenol grupların kararsız para-floro gruplarının birincil amin ve tiyol grupları ile nükleofilik katılma reaksiyonları verdiği organik kimyada oldukça iyi bilinmektedir. Bu reaksiyonların çoğu kullanılan koşullar altında oldukça etkili ve yüksek verimle gerçekleşirler. Özünde nükleofilik katılma reaksiyonu olmasına rağmen, C6F5 halkasının para pozisyonunun amin ve tiyollerle çok yönlü ve verimli olduğu bilim adamları tarafından geliştirilip click kimyası gerekliliğine uyduğu kanıtlanmıştır. Bunların gelişmesinden itibaren, bütün bu stratejiler hızlı bir şekilde sentetik polimer kimyası alanına entegre edilmiştir. Ayrıca, tek tip click reaksiyonu kompleks makromoleküler yapıların eldesinde çok yeterli olmadığından birden fazla click reaksiyonu daha çok tercih edilmiştir. Bu nedenle, farklı click reaksiyonları polimer ana zinciri boyunca farklı yerlerde birden fazla fonksiyonel grup eklemek için ortogonal yolla uygulanmaktadır. Polimer zincirlerindeki fonksiyonel gruplar uç gruplarda veya polimer zincirine asılı olarak değişebilir. Uç grup fonksiyonlu polimerler elde etmek için en sık kullanılan yollar fonksiyonel başlatıcıların kullanımı ve her bir uç grupların polimerleşme sonrası dönüşümüdür. Polimer zincirine asılı fonksiyonlar elde etmek için de fonksiyonel monomerlerin direkt polimerizasyonu kullanılabilir. ATRP fonksiyonel polimerlerin sentezinde yaygın olarak kullanılır. Çeşitli fonksiyonel monomerler kontrollü bir şekilde polimerleşerek asılı fonksiyon içeren iyi tanımlanmış polimerler elde edilir. Oluşan polimer yaşayan polimer olduğundan daha sonra blok kopolimer yapımında da kullanılır. Ayrıca, fonksiyonel başlatıcılar kullanılarak da uç grup fonksiyonlu polimerler kullanılır. Elde edilen polimerin uç grubu nüklefilik katılma reaksiyonu, elekrofilik veya radikal katılma reaksiyonlarıyla farklı fonksiyonel gruplara çevrilerek blok kopolimer yapımında kullanılır. Bu yöntem “core-first”, “arm-first”, ve “coupling-onto” yaklaşımları ile elde edilen yıldız polimerlerin hazırlanmasında da sıklıkla kullanılmaktadır. Bütün yaklaşımlar uç grup fonksiyonlu yıldız polimerlerin hazırlanmasında başarılıdır. “Core-first” ve “coupling-onto” yaklaşımınlarında, polimerleşme çekirdekten başlar ve uç fonksiyonite ya uç fonksiyonel halojenlerin direkt yer değiştirmesiyle yada fonksiyonel alkenlerin radikal katılımıyla elde edilir. “Arm-first” yaklaşımı da uç fonksiyonel yıldız polimerler için uygundur ve fonksiyonel başlatıcı ve daha sonra uç fonksiyonlu kolların iki fonksiyonlu vinil monomerleriyle birleşiminden oluşur. Elde edilen çok kollu yıldız polimerler çevresinde yüksek zincirli uç grup fonksiyonalitesi içerir, bu yüzden de, uç fonksiyonalite daha çok çevre fonksiyonalitesi olarak adlandırılır. Bu tezde, çevre fonksiyonlu çok kollu yıldız polimerler araştırılmıştır. Yeni çevre fonksiyonlu çok kollu yıldız polimerler “arm-first” yaklaşımıyla ATRP ve click kimyası ile birleştirilerek başarılı bir şekilde sentezlenmiştir. İlk çalışmada, çevre fonksiyonlu çok kollu yıldız polimerlerin ve çok kollu yıldız blok kopolimerlerin sentezinde nükleofilik para-floro katılma reaksiyonu click konsepti içinde araştırılmıştır. Bu amaçla pentaflorofenil fonksiyonlu PS (-floro-PS) stirenin ATRP ile hazırlanmış ve DVB’nin çapraz bağlanma reaksiyonunda (floro-PS)n–poliDVB çok kollu yıldız polimerler vererek makrobaşlatıcı olarak kullanılmıştır. Elde edilen çevresinde pentaflorofenil grupları olan çok kollu yıldız polimerler daha sonra postfonksiyonlandırma nükleofilik katılma reaksiyonunda kullanılmıştır. (PEG)m-(PS)n-poliDVB çok kollu yıldız blok kopolimer lineer PEG550-OH polimeri ile (floro-PS)n-poliDVB çok kollu yıldız polimerin THF içinde NaH ortamında nükleofilik katılmasıyla elde edilmiştir. (Sistein-PS)n-poliDVB postfonksiyonlu çok kollu yıldız polimer N-asetil-l-sistein metil ester ile (floro-PS)n-poliDVB çok kollu yıldız polimerin DMF içinde trietilamin ortamında nükleofilik katılmasıyla ile elde edilmiştir. Her iki yöntem de başarılı bir şekilde tamamlanmıştır ve kararsız para-floro grupları alkol ve tiyollerle kolayca yer değiştirmiştir. İkinci çalışmada, çevresinde pentaflorofenil ve alkil grubu içeren çok kollu yıldız polimerin sırasıyla, modüler tiyol-para-floro ve fotokimyasal radikal tiyol-en ikili click reaksiyonuyla postfonksiyonlanması gösterilmiştir. -Floro ve -allil fonksiyonlu PS (-floro-PS and -allil-PS) stirenin ATRP reaksiyonu ile tek aşamada hazırlanmıştır ve karışımları DVB’nin çapraz bağlanmasında (floro-PS)m–poliDVB–(allil-PS)m çok kollu yıldız polimerini vermek için makrobaşlatıcı olarak kullanılmıştır. Elde edilen çok kollu yıldız polimer tiyol-para-floro click reaksiyonu sayesinde daha sonra (propil-PS)m–poliDVB–(allil-PS)m çok kollu yıldız polimerini vermek için 1-propantiyol ile reaksiyona girmiştir, bu da daha sonra iyi tanımlanmış heterofonksiyonlu (propil-PS)m–poliDVB–(sistein-PS)m çok kollu yıldız polimerini elde etmek için N-asetil-l-sistein metil ester ile radikal tiyol-en click reaksiyonuyla reaksiyona sokulmuştur. Üçüncü çalışmada, yeni çok kollu yıldız polimerleri polimerik fotobaşlatıcı olarak inceledik. Polimerik fotobaşlatıcı sistemlerini araştırmamızdaki ana motivasyonumuz, “polimer etkisi” ‘nden dolayı düşük moleküllü emsallerine göre genellikle daha yüksek bir verim göstereceğinin düşünülmesidir. Bu içerikte, fotokimyada zaten yatkınlıkları bilinen benzoin ve türevi olan MTB üzerinde odaklandık. İlk önce, benzoin ve MTB fonksiyonlu PS (Benzoin-PS ve MTB-PS) ayrı ayrı ATRP ile hazırlandı ve DVB’nin çapraz bağlanma reaksiyonunda benzoin ve MTB çevre fonksiyonlu çok kollu yıldız homopolimerler vermesi için makrobaşlatıcı olarak kullandık. Elde edilen (Benzoin-PS)m-poliDVB ve (MTB-PS)p-poliDVB yıldız polimerler polimerik fotobaşlatıcı olarak olarak kullanıldı ve sırasıyla 1,6-hekzandiol diakrilat (HDDA) ile fotokinetikleri foto-DSC ile çalışıldı. Bu polimerik fotobaşlatıcılar hava atmosferinde metil metakrilatın (MMA) serbest radikalik fotopolimerleşmesinde kullanıldı. Son çalışmada, çok kollu yıldız polimerlerde supramoleküler kimya ile ilgilendik. Hidrojen bağları, ligand metal koordinasyonu veya “host-guest” iç kompleksleşme gibi supramoleküler etkileşimler polimer bilim ve özellikle karmaşık makromoleküler yapıların oluşumunda önemli bir etkiye sahiptir. Bu ruh içerisinde, dikkatimizi “host-guest” etkileşimlerini kullanarak çok kollu yıldız blok kopolimer çalışmasına verdik. Öncelikle, aktif çevre grupları olarak adamantan (Ada) fonksiyonu içeren çok kollu yıldız polimer, adamantan uç gruplu PS (Ada-PS) polimerinin makrobaşlatıcı olarak kullanıldığı DVB’nin çapraz bağlanma reaksiyonu ile hazırlandı. Ayrıca, elde edilen yıldız polimer, (Ada-PS)n-poliDVB, -siklodekstrin uç fonksiyonlu PEG (-CD-PEG) ile reaksiyona girerek, “host-guest” iç kompleksleşmesiyle çok kollu yıldız blok kopolimerini, (CD-PEG)p-(Ada-PS)n-poliDVB vermiştir.
-
ÖgeÇift-kürlenebilen Tekstil Yapıştırıcılarının Kord Kumaş/kauçuk Uygulamaları(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017-03-23) Yıldız, Zehra ; Önen, Hacer Ayşen ; 10143390 ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyKord kumaşı ile güçlendirilmiş kauçuk kompozitleri, araba ve bisiklet lastikleri, hortum, taşıyıcı bantlar gibi pek çok endüstriyel alanda kullanılmaktadır. Polar yapıdaki kord kumaşı ile polar olmayan kauçuk yüzeyler arasında iyi bir yapışmanın olması, ürünün ömrünü ve kalitesini belirleyen en önemli faktördür. Araba lastiği üretiminde kord kumaşlar (polyester, polyamit, vb.) kauçuk yüzeylere yapıştırılmak amacı ile ilk olarak rezorsinol formaldehit lateks (RFL) ile ve sonra 2-vinilpiridin-stiren-bütadien terpolimeri ile muamele edilmektedir. Bu işlem kumaşın kauçuk yüzeye, lastik üretimi için gerekli olan şekilde yapışmasını sağlamaktadır. Formaldehit kullanımı, insan sağlığı ve çevre üzerindeki yan etkilerinden dolayı pek çok ülkede yasaklanmıştır. Bazı üreticiler araba lastiği üretiminde formaldehit yerine epoksi reçine kullanımını denemişlerdir. Fakat bu yöntemin solvent bazlı oluşu, büyük miktarlarda buharlaşan solventin tesis içinde birikip herhangi bir elektrik kaçağı ile patlamalara sebep olabileceği ihtimali ile diğer bir tehlikeyi beraberinde getirmektedir. Lastik üretimindeki bu tehlikeler göz önünde tutulduğunda, formaldehit ve solvent içermeyen yeni bir sisteme ihtiyaç duyulmaktadır. Son yıllarda UV-kürleme teknolojisi, hızlı kuruma, çevre dostu olma, solvent içermeme, daha az enerji gerektirme gibi üstün özelliklerinden dolayı önemli ve popüler hale gelmiştir. UV-kürlenebilir kaplama formülasyonları, oligomer, fotobaşlatıcı ve reaktif seyreltici olmak üzere üç temel bileşenden oluşmaktadır. Proseste kullanılan reaktif seyrelticiler oligomer viskozitesini düşürmede ve son ürünün yapısal özelliklerini geliştirmede yardımcı olurlar. Oligomerler, UV ışınlarının etkisi altında parçalanan fotobaşlatıcılar varlığında polimerleşen makromoleküler yapıdaki bileşiklerdir. Epoksi akrilat (EA), polyester akrilat, poliüretan akrilat (PUA) UV-kürlenebilir kaplamalarda en çok kullanılan oligomerlerdir. UV-enerji kullanımını azaltmak ve polimerizasyon hızını arttırmak amacı ile, monoakrilat sonlu EA oligomerleri gibi UV ve termal kürlenebilen fonksiyonel grupları aynı anda bulunduran, dual-kürlenebilir oligomerlerin üretimi önem kazanmaktadır. Epoksi reçinenin bir ucunda karbon-karbon çift bağlı vinil ester grupları bulunduran EA oligomerler endüstriyel uygulamalarda, üstün yapışma ve sararmama özellikleri, esneklik, sertlik ve kimyasal dayanım özelliklerinden dolayı sıklıkla kullanılmaktadır. Kürlenen filme epoksi grubu sertlik verirken karbon-karbon ve eter bağları kimyasal dayanım sağlamaktadır. Epoksi ve bir asit arasındaki reaksiyon sonucu hidroksil grupları oluşmakta, dolayısı ile yapıştırıcının ıslanabilirlik özelliği polaritenin artması sonucu iyileşmektedir. UV-kürlenebilir PUAlar, izosiyanat grup (toluen diizosiyanat (TDI), izofron diizosiyanat (IPDI) vb.) ve hidroksil grup (2-hidroksietil metakrilat (HEMA), 2-hidroksietil akrilat (HEA) vb.) içeren iki farklı kimyasal bileşiğin reaksiyonu ile üretilirler. Oligomerdeki izosiyanat grubu sertlik ve sağlamlık özelliklerinden sorumlu iken hidroksil grupları esneklik sağlamaktadır. PUA oligomerler yüksek kimyasal dayanımları, iyi yapışma özelliği, dayanıklılık ve üstün termo-mekanik özelliklerinden dolayı tercih edilmektedir. Sunulan bu tez çalışmasının amacı, tekstil kord kumaşı ve kauçuk yüzeyler arasında iyi bir yapışma gösteren, formaldehit içermeyen yeni tipte yapıştırıcı formülasyonları geliştirmektir. Tezin ilk aşamasında, bisfenol-A tipi epoksi, farklı mol oranlarında akrilik asit (AA) ile reaksiyona sokulmuştur. Karboksil/epoksit oranı ve VPA miktarının kaplamaların termal ve yapışma özelliklerine olan etkileri incelenmiştir. Elde edilen EA oligomerler Fourier transform kızılötesi (FTIR) ve proton nükleer manyetik rezonans (1H NMR) spektrometreleri ile karakterize edilmiştir. Fotopolimerizasyonun tamamlanması, FTIR analizi ile, UV-kürlemeden sonra akrilat absorpsiyon pikinin kaybolmasını izleyerek ispatlanmıştır. Bu EA oligomerler yapıştırıcı formülasyonlarına eklenmiş ve dip-kaplama ile kord kumaş yüzeylerine uygulanmıştır. Oligomer üzerindeki doymamış grup UV ışınları ile kord kumaş üzerinde sertleştirilmiştir. EA kaplı, UV-kürlenmiş kord kumaş numunelerinin termal özellikleri termogravimetrik analiz (TGA) ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ile incelenmiştir. Kaplama ve UV-kürleme işlemleri sonrası artan karbon miktarı ile termal kararlılık artmıştır. EA kaplama daha amorf bir yapı kazandırdığından, ham kord kumaşa göre daha düşük erime sıcaklık değerleri gözlenmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) fotoğrafları, EA kaplamanın lif yüzeyini aglomere olmadan daha düzgün hale getirdiğini göstermiştir. UV-kürlenmiş kord kumaş yüzeyinden temas açısı ölçümleri, AA artışı ile, polyester kumaş üzerindeki oksijen atomu ve asidin hidroksil grupları arasında oluşan hidrojen bağları sonucu, daha hidrofobik bir yapının oluştuğunu ispatlamıştır. UV-kürlemeden sonra kord kumaşlar kauçuk yüzeylere yapıştırılmak üzere, iki stiren-bütadien-kauçuk (SBR) tabaka arasına konmuş, sıcaklık ve basınç uygulanarak termal olarak kürlenmiştir. Çift-kürleme işleminden sonra, oligomerin yapışma özelliğini incelemek amacı ile yapışma testi yapılmıştır. Yapışma testi sonucuna göre en yüksek yapışma kuvveti 18.0 N/cm ile karboksil/epoksit oranı 1 olduğunda elde edilmiştir. Oligomerdeki akrilat fonksiyonel gruplarının artması termal kürleme işlemi sırasında SBR’ın çift bağları ile daha çok bağlanma noktası oluşumunu sağlamıştır. Yapıştırıcı formülasyonuna, yapışmayı arttırıcı olarak VPA eklendiğinde, daha yüksek yapışma kuvveti değerleri ve fosfor gruplarının doğasından gelen güç tutuşur özelliğinden dolayı yanma dayanımlı yapılar elde edilmiştir. Ayrıca, fosforun yapısından dolayı VPA artışı, termal kararlılık ve kül oranlarının artmasını sağlamıştır. Yapıştırıcının uygulanmasından önce kord kumaşları, daha hidrofilik ve fonksiyonel özellik kazandırmak amacı ile, ECE deterjanı ile yıkanmış ve sodyum hidroksit (NaOH) ile muamele edilmiştir. En yüksek yapışma kuvveti 50.8 N/cm değeri ile % 10 VPA içeren formülasyonda elde edilmiştir. Tezin ikinci aşamasında, tekstil kordlarını kauçuğa yapıştırmak için biyo-tabanlı yapıştırıcı formülasyonları hazırlanmıştır. Diğer bitkisel yağlar ile kıyaslandığında, yeni oligomerik yapıların dizayn edilmesine olanak sağlayan, daha yüksek doymamışlık oranına sahip tung yağı (TO) biyo-kaynak olarak tercih edilmiştir. Oligomer sentezi için ilk olarak TO epokside edilmiş, sonra AA ile reaksiyona sokulmuştur. Elde edilen epokside tung yağı (ETO) ve akrillenmiş epokside tung yağı (AETO) oligomerleri, FTIR, 1H NMR spektrometreleri, termal analiz yöntemleri ile karakterize edilmiş, ve daha sonra tekstil kordları ve kauçuk yüzeyler arasında yapıştırıcı olarak uygulanmıştır. Dip-kaplamalı UV-kürlenmiş kord kumaşları temas açısı ölçümleri ile karakterize edilmiştir. Kord kumaş ve kauçuk yüzeyler arasındaki yapışma kuvveti yapışma testi ile değerlendirilmiştir. Epoksit grupların TO yapısına eklenmesi ile termo-oksidatif kararlılık artmıştır. Yapıştırıcı formülasyonundaki artan AETO miktarı ile, epokside olmuş serbest yağ asitlerinin hidrofilik yapısından dolayı, temas açısı değerleri düşmüştür. En yüksek yapışma kuvveti değerleri olan 26.0 N/cm ve 20.5 N/cm, formülasyona % 50 AETO ve % 75 VPAMETO ilaveleri ile elde edilmiştir. Tezin son aşamasında, formaldehit içermeyen çift-kürlenebilen oligomerler, TDI ve HEMA reaksiyonu ile hazırlanmış ve daha sonra elde edilen PUA oligomerler farklı reaktif seyrelticiler ile birlikte yapıştırıcı formülasyonlarında kullanılmıştır. Formülasyonlara polivinil bütiral (PVB) yapışmayı arttırıcı olarak ilave edilmiştir. Tüm oligomerler FTIR ve 1H NMR spektrometreleri ile karakterize edilmiştir. Yapıştırıcı formülasyonları kord kumaşa, kauçuğa yapıştırılmak üzere uygulanmıştır. PVB miktarı, NCO:OH mol oranı ve reaktif seyreltici türünün, kord ve kauçuk yüzeyler arasındaki yapışma kuvveti üzerine olan etkileri incelenmiştir. Dip-kaplamalı UV-kürlenmiş kord kumaşların, termal kararlılık ve erime sıcaklıkları, kaplama sonrası amorf yapıların ilavesi nedeni ile düşmüştür. PVB, güçlü bir bağlanma yeteneği vererek, kord kumaş ve kauçuk yüzeyler arasında yapışmayı arttırıcı olarak rol almıştır. Formülasyondaki PVB miktarı arttıkça yapışma kuvveti artmıştır. En yüksek yapışma kuvveti olan 94.7 N/cm değeri, formülasyona % 5 PVB ilavesi ile elde edilmiştir. Trimetilolpropan trimetakrilat (TMPTMA) ve trisiklodekan dimetanol diakrilat (TCDDA) formülasyonlarda reaktif seyreltici olarak kullanılmıştır. TCDDA’daki trisiklodekan grubunun hacimli ve halkalı yapısı, yapıştırıcı formülasyonuna, TMPTMA içeren numunelere göre daha yüksek termal kararlılık, sertlik ve daha iyi yapışma kuvveti değerleri sağlamıştır. En yüksek yapışma kuvveti olan 100.4 N/cm değeri, reaktif seyreltici olarak TCDDA kullanıldığında elde edilmiştir. Oligomerdeki NCO:OH mol oranının etkisi incelendiğinde, NCO:OH oranı arttıkça, termal kararlılık, jel fraksiyonu, camsı geçiş ve erime sıcaklıkları, yapışma kuvveti artmış, şişme derecesi ve kimyasal çözeltiye maruziyet sonucu ağırlık kaybı değerleri azalmıştır. Tüm bu sonuçlar, trimerizasyon reaksiyonları sonucu oluşan moleküller arası hidrojen bağlarının, yüksek çapraz bağlanmış, üç boyutlu, düşük moleküler hareketliliğe sahip, yüksek yapışma kuvveti gösteren yapıların oluşması ile açıklanabilir. En yüksek yapışma kuvveti olan 103 N/cm değeri, NCO:OH mol oranı 4 olduğunda elde edilmiştir. Ayrıca, TCDDA ve TMPTMA reaktif seyrelticileri farklı oranlarda karıştırılarak da yapıştırıcı formülasyonlarına eklenmiş, yapışma kuvveti incelenmiştir. Buna göre en yüksek yapışma kuvveti değeri olan 111.6 N/cm reaktif seyreltici olarak tek başına TCDDA kullanılan formülasyonda elde edilmiştir. Bu sonuç daha önce belirtildiği gibi, TCDDA içerisinde bulunan hacimli ve halkalı grupların yüzey fonksiyonelliğini arttırması sonucu kord kumaş/kauçuk arasındaki etkileşimin artmasına ile açıklanabilmektedir.
-
ÖgeÇokdallanmış Poliester Esaslı Polimerlerin Sentezi, Karakterizasyonu Ve Ahşap Kaplama Malzemesi Olarak Uygulamaları(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-09-27) Şabani, Sümeyye ; Önen, Ayşen ; 442762 ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologySon 20 yılda, dikkat çekici fiziksel ve kimyasal özellikleri ve topolojik yapılarından dolayı çokdallanmış polimerler üzerinde yapılan çalışmalar önem kazanmıştır. Çok-dallanmış polimerler çok dallı yapılarıyla üç boyutlu dendritik malzeme grubunun bir birimi olarak tanımlanmaktadır. Bu tezde, akrilat fonsiyonlu çokdallanmış poliesterler sentezlenmiş ve çokdallanmış polimerlerin sağladığı avantajlardan faydalanmak amacıyla UV-ışınları ile sertleşen ahşap kaplamalarda yeni oligomerler olarak kullanılmıştır. Bu amaçla, ABn+Bf polikondenzasyon yöntemi kullanılarak yeni birinci ve ikinci jenerasyon çokdallanmış poliesterler sentezlenmiştir. AB2 monomeri olarak 2,2-di(methylol)propionic acid ve Bf çekirdek molekülleri olarak [2,2-bis(4--hidroksietoksi) fenil propan] (HEPA), [2,2-bis(4--hidroksietoksi) fenil 6F propan] (HEPFA) ve 1,4-siklohegzandimetanol (CHDM) esaslı poliester kullanılmıştır. İkinci bölümde çokdallanmış poliesterlerin üretan akrilatları sentezlenmiştir. Çokdallanmış üretan akrilatlar UV-ışınları ile sertleşen çeşitli kaplama formülasyonlarında yeni oligomerler olarak kullanılmıştır. Çokdallanmış ve çok sayıda fonksiyonel grup içeren yapıların yüzey özellikleri, mekanik ve fiziksel özellikler gibi kaplama özellikleri üzerine olan etkileri incelenmiştir.
-
ÖgeDoğrusal Ve Çapraz Bağlı Poli(n-izopropilakrilamit-ko-monoitakonik Asit Ester)leri: Sentezi, Karakterizayonu Ve Çözelti Özelliklerinin İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009-01-02) Yıldız, Yalçın ; Uyanık, Nurseli ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyBu çalışmada, başlatıcı konsantrasyonu, hidrofobik ve iyonlaşabilen komonomerlerin varlığı ve sentez-çözücü bileşiminin NIPAAm jellerinin şişme davranışlarına etkileri incelenmiştir. Bu amaçla, suda iki farklı başlatıcı konsantrasyonunda NIPAAm jelleri ve su/metanol karışımında NIPAAM/DMI, NIPAAM/IA ve NIPAAm/IA monoester kopolimer jelleri sentezlendi ve bunların hacim faz geçişleri incelendi. Geleneksel şişme teorisi kullanılarak χ değeri hesaplandı ve polimer ve çözücü molekülleri arasındaki etkileşimler karakterize edildi. Metil, butil, oktil ve setil grupları içeren itakonik asit monoesterleri sentezlendi. NIPAAm in IA, DMI ve bu monoesterlerle birlikte serbest radikal çözelti polimerizasyonu ile kopolimer ve terpolimerleri sentezlendi. FT-IR, GPC, UV-visible, DSC ve asit-baz titrasyonlerı ile bunların molekül yapıları ve çözelti özellikleri incelendi. Farklı pH koşullarında ısısal duyarlılığa bağlı polimer yapıları ve bunların hidrofilik/hidrofobik dengeleri belirlendi. Hidrofilik BIS ve hidrofobik vinil sonlu (dimetil siloksan) çapraz bağlayıcılar ile NIPAAm kopolimer jelleri hazırlandı ve suda şişip dengeye gelmiş örneklerin sıkıştırma modüllerine hidrofobik bileşenin etkileri incelendi. Şişme ve sıkıştırma ölçümlerinden etkin çapraz bağ yoğunluğu νe, çapraz bağlar arası ortalama molekül ağırlığı Mc ve polimer-su etkileşim parametresi χ hesaplanarak jellerin yapılarını karakterize edebilmek için kullanıldı.
-
ÖgeDonepezil HCl loaded electrospun fibers for transdermal drug delivery systems(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2019) Gençtürk, Aslı ; Saraç, Abdülkadir Sezai ; 10243818 ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyDonepezil hidroklorür (DP) yüklü poliüretan/hidroksipropil selüloz (PU/HPC), poliüretan/etil selüloz (PU/EC) ve poliüretan/polivinilpirolidon (PU/PVP) lifler, transdermal ilaç iletimi için elektroeğirme yöntemi ile hazırlanmıştır. İlaç yüklü PU/HPC, PU/EC ve PU/PVP lifleri, SEM, DSC, NMR ve Pascal cıva porozimetrisi ile karakterize edilerek, ilaç-polimer etkileşimi ATR-FTIR Spectroskopisi ile karakterize edildi. Liflerin in vitro salım, in vitro geçirgenliği ve in vitro sitotoksisite çalışmaları yapıldı. En iyi formülasyonlar, ilaç difüzyonunu kontrol eden Korsmeyer-Peppas salım kinetiği sergilenen PU/ HPC/DP (10/2/1) ve PU/EC/DP'dir (10/8/1). Sentetik zara benzeyen deri üzerinde yapılan in vitro permeasyon çalışmaları, model ilacın geçirgenliğini göstermiştir. In vitro sitotoksisite verileri, PU/HPC liflerinin cilt tarafından iyi tolere edilebileceğini sergilemiştir. Elektrot yüzeyinde ilaç yüklü elektrospun liflerin arayüzey özelliklerinin değişimini ve ayrıca fiberden ilaç salınmasından sonra tampon çözeltideki değişiklikleri araştırmak için elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) tekniği incelenmiştir. EIS dataları optimum elektrik devresi modelini bulmak için ZSimpWin yazılımıyla simüle edilmiştir.
-
ÖgeDonmus Monomer Çözeltilerinden Makrogözenekli Hidrojellerin Sentezi Ve Karakterizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009-11-25) Özmen, Mehmet Murat ; Okay, Oğuz ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyHidrojeller, sıcaklık ve solvent kalitesi gibi bir dıs etkiyle hacim ve/veya sekil degistirebilme yetenegine sahip akıllı ve yumusak malzemelerdir. Hidrojellerin bu özellikleri son yıllarda oldukça ilgi çekmektedir. Ancak, hidrojellerin mekanik dayanıklılıgı düsüktür. Bununla beraber, bir dıs etkiye karsı yavas cevap verirler. Bu iki dezavantaj hidrojellerin pratik uygulamalarını kısıtlar. Bu doktora tezinin amacı, hem mekanik dayanıklılıgı çok iyi olan hem de dısarıdan gelen uyarılara hemen cevap verebilen hidrojeller sentezlemektir. Bu baglamda, çok hızlı cevap verebilen ve mekanik dayanıklılıgı yüksek olan (tok) jeller elde etmek için iki yöntem kullanılmıstır. Tezin ilk bölümünde, iyonik monomer 2-akrilamido-2-metilpropan sülfonik asit sodyum tuzu (AMPS) ve çapraz baglayıcı N,N’-metilenbis (akrilamid) (BAAm)’in düsük monomer konsantrasyonu ve yüksek çapraz bag miktarları kullanılarak sulu çözeltilerinde gerçeklesen jellesme reaksiyonlarının, sistikten sonra sertlesen mikrojel-agyapı jellerinin olusumuna yol açtıgı gösterilmistir. Bu yöntemle, sismis hidrojellerin mekanik özellikleri iyilestirilmesine ragmen, bir dıs etkiye karsı cevap verme hızlarının oldukça düsük oldugu görülmüstür. Bundan dolayı, ikinci bir yöntem olarak, kriyojellesme teknigi varolan jellesme sistemine uygulanarak polimer matrisinin içinde birbirine baglı gözenek yapısı olusturulmustur. Böylece, AMPS ve BAAm’in serbest radikal çapraz baglanma reaksiyonları, polimerizasyon çözücüsünün donma noktasının altındaki sıcaklıklarda gerçeklestirilmistir. Farklı özelliklere sahip, kriyojel adı verilen, makrogözenekli poli(AMPS) (PAMPS) hidrojelleri sentezlenmistir. Kriyojellesme metodu iki açıdan avantaj saglamıstır: Elde edilen kriyojeller, süper hızlı cevap verebilmelerinin yanında, yüksek derecede tokluk göstermislerdir. Bu çalısmanın önemli bir kısmı, donmus monomer çözeltilerinden elde edilen kriyojellerin olusumları ve özellikleri arasındaki iliski üzerine durmaktadır. Birçok deneysel parametrenin, jellerin özellikleri üzerine etkisi incelenmistir.
-
ÖgeDüşey Yüzlü Kıyı Yapılarında Önyüz Konfigürasyonunun Yapı Performansına Etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009-01-14) Kırca, Veysel Şadan Özgür ; Kabdaşlı, Sedat ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyBu doktora tez çalışmasında eğimli kıyı yapılarına göre daha yüksek yansıma, daha yüksek tırmanma ve daha yüksek dalga yükleri ortaya çıkaran düşey yüzlü kıyı yapılarının, sayılan bu dezavantajlarının azaltılabilmesi amacıyla geliştirilmiş bir önyüz konfigürasyonu tanımlanmış, bu özelliklerdeki bir yapı için imal edilen fiziksel model üzerinde düzenli ve düzensiz dalgalarla deneyler gerçekleştirilmiştir. Önerilen bu yapı akım odacıklı keson olarak adlandırılmıştır ve tam sakin su seviyesinde bir levha ile ayrılmış iki sığ odacığı bulunan kısmi delikli önyüze sahip bir keson formundadır. Deney sonuçlarına göre dalga yansıması, tırmanması ve dinamik dalga yükleri boyutsuz parametreler cinsinden ifade edilerek yapının performansı değerlendirilmiştir. Bu sonuçlara göre bu yapının yansıma katsayısı düzenli dalgalarda 0,1 düzensiz dalgalarda da 0,5 değerlerinin altına kadar inmiştir. Ayrıca boyutsuz olarak türetilen dalga itkisi ve dinamik dalga momentinin, eşdeğer bir düz düşey yüzeyli yapıya göre bu gelişmiş yapıda %35~%25 mertebesinde azaltılabildiği görülmüştür. Bulunan deneysel sonuçlara ve yapılan gözlemlere göre, önerilen yapının oldukça etkili biçimde gelen dalganın enerjisini sönümleyebildiği sonucuna varılmıştır. Daha sonra üst ve alt odacıkların enerji sönümleme mekanizmaları ile ilgili olarak potansiyel akım ve lineer dalga kabulleriyle birtakım kuramsal incelemeler yapılmış, bu incelemelerle geliştirilen yaklaşım deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bu iki grup sonuç arasında genel bir uyum gözlenmiş, bunun yanında akım odacıklı kesonun dalga sönümleme performansının kuramsal yaklaşımla hesaplananın ötesinde etkili olduğu yargısına varılmıştır. Ayrıca bu keson sadece belli bir periyottaki gelen dalgayı değil, üst odacığı sayesinde oldukça geniş bir periyot aralığını sönümleyebilmektedir. Bu noktada üst odacık genişliği yeteri kadar uzun seçilirse, yalnızca düz düşey yüzlü yapılara kıyasla değil, dalgayı odacığı içindeki rezonans özellikleriyle sönümleyen klasik tipteki perfore dalgakıranlara göre de daha avantajlı bir yapı elde edilebilmektedir.
-
ÖgeElektron Transfer Reaksiyonları İle Başlatılmış Fotopolimerizasyonlar(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-12-21) Aydoğan, Binnur ; Yağcı, Yusuf ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyBu çalışmada, elektron transfer reaksiyonlarının polimerizasyonları fotokimyasal olarak başlatma olasılığı ele alınmıştır. Başlatıcı sistemlerinin absorptivitelerinin daha uzun dalgaboylarına genişletilmesi amacıyla üç farklı strateji uygulanmıştır. 3,5-Difenilditiyeno[3,2-b:2,3-d]tiyofen (DDT), 4,7-di(2,3-dihidro-tiyeno[3,4-b][1,4]dioksin-5-il)benzo[1,2,5]tiyadiazol (DTDT) ve 5,8-bis(2,3-dihidrotiyeno[3,4-b][1,4]dioksin-5-il)-2,3-di(tiyofen-2-il) kinoksalin (DTDQ) isimli konjuge tiyofen türevleri, onyum tuzlarının elektron transfer fotouyarılması için kullanılmıştır. Bu bileşiklerin uyarılmış hal yayınım özellikleri floresans ve fosforesans spektroskopik ölçümleri vasıtasıyla incelenmiştir. Bu strateji daha da genişletilerek konjuge tiyofen polimerleri sentezlenmeye çalışılmıştır. DDT, difeniliyodonyum tuzu varlığında 350 nm’de aydınlatılarak etkin bir şekilde polimerleştirilmiştir. Son olarak, fenaçil tuzlarını ve bir benzilsilan bileşiğini içeren yeni bir serbest radikal fotobaşlatıcı sistemi tasarlanmıştır. Bir aminyum tuzu oluşumunu ve sonrasında aminyum tuzundan benzilsilana elektron transfer reaksiyonunu içeren bir mekanizma önerilmiştir.
-
ÖgeElyaf Takviyeli Termoplastik Kompozitlerin Üretimi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014-02-24) Başer, Gülnur ; Uyanık, Nurseli ; 452521 ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyBu çalışmada, yeni bir yöntem olarak reaktif termoplastik (TP) polimer sistemi kullanılarak cam elyaf takviyeli termoplastik kompozitler üretilmiştir. Çevre dostu bu kompozitler kıvrımsız E-camı elyafından oluşan tekstiller ile halkalı bütilen teraftalat oligomerini (CBT) içeren prepreglerden sıcak pres yöntemi ile geliştirilmiştir. Geliştirilen kompozitlerin en uygun proses değişkenleri mekanik, optik ve termal analizlerle belirlenmiştir. Sonuçları literatürdeki çalışmalarla karşılaştırdığımızda, önerilen yöntemle TP kompozitlerin mevcut üretim yöntemlerine göre daha iyi mekanik özellikler, daha kısa üretim süresi ve daha kolay işlenebilme gibi avantajlar sağlandığı tespit edilmiştir. IPCBT kompozitlerin ve eş zamanlı olarak üretilen vinil ester (VE) termoset kompozitlerin kırılma modları ve kırılma zarfları incelendiğinde tek yönlü baskı yüklemelerinde IPCBT kompozitlerin VE kompozitlere güçlü bir alternatif olabileceği gözlenmiştir. IPCBT kompozitlerin darbe dayanımlarının ise VE kompozitlerin dayanımından 2 katı daha fazla olduğu saptanmıştır.
-
ÖgeEnvironmentally friendly components for energy storage devices(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2019) Stojanovska, Elena ; Kılıç, Ali ; 10299123 ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyNanolifler; çapları bir mikrometrenin altında ve yüksek en-boy oranına sahip lifli yapılarda 1D nanomalzemelerdir. Nanoliflerin nano boyuttaki ağsı yapısı yüksek yüzey alanı oluşturmakla birlikte kullanılan malzemeye göre farklılık gösteren birçok önemli özellik elde edilmektedir. Bu üstün özellikler sayesinde nanolifler filtrasyon, fonksiyonel tekstiller, doku mühendisliği ve enerji depolama gibi birçok uygulama alanında kullanılabilmektedir. Özellikle enerji depolama alanında nanolifler elektrot ve/veya separatör olarak tüm temel elemanlarda kullanılabilmektedir. Nanolif elektrotlar sahip oldukları üstün özellikleriyle enerji depolama cihazlarında birçok yönden performansın artmasını sağlayabilmektedir. Öncelikle, nanolifler yüksek elektrik iletkenliği ve elektrokimyasal aktivite sağlayan bir veya birden fazla malzemenin bir araya gelmesiyle oluşturularak, enerji depolamada yüksek kapasite ve stabil çevrim ömrü sağlayabilmektedir. Ayrıca nanolifler gözenekli, kanallı morfolojik yapıda veya küçük partikülleri lif üzerinde taşıyabilecek şekilde şekillendirilebilirler. Nanolifli yüzeylerin ağsı yapısı sayesinde esneklik kazanarak bağımsız uygulamalar için uygun hale getirilebilir. Buna ek olarak, nanolifli yüzeylerin yüksek gözenekliliği, farklı kalınlıklardaki elektrotlarda elektrolitin tüm yüzey boyunca daha kolay emilmesini sağlayarak yüksek aktif malzeme içeren kalın elektrotların üretilebilmesine olanak vermektedir. Enerji depolamada kalın ve destek malzemesiz (iletken malzeme, yapıştırıcı…) elektrotlar hem üretim maliyetini azalttığı hem de enerji depolama cihazlarında hacimsel enerji kapasite değerini arttırdığı için endüstriyel açıdan oldukça avantajlıdırlar. Bu tür yapıştırıcı veya aktif karbon katkı malzemesi kullanılmadan elde edilen nano lifli elektrotlar, pillerde ya da süper kapasitörlerde geleneksel film yapıdaki elektrotların yerine kullanılabilecek gelecek vadeden önemli malzemelerdir. Ayrıca, kapasitif ve redoks özellik gösteren malzemelerden yapılmış elektrotların bir arada kullanılmasıyla birleşik elektrokimyasal performansa sahip hibrit sistemlerde elde edilebilir. Bu kapsamda, bu tezde pillerde ve süperkapasitörlerde kullanılacak nanolif yapılı elektrotlar geliştirilmektedir. Yapılan çalışma temel olarak iki kısıma ayrılmaktadır; polimer/parçacıklı nanolifler ve kalın yapıda karbon nanolif yüzeylerden, yüksek gözenekli elektrotlar geliştirilmesi ile pillerde ve süperkapasitörlerde elektrot olarak kullanılmasıdır. İlk iki bölümde, çevre dostu malzemelerden yararlanılarak üretilmiş elektrotların pillerde ve polimer/parçacık nanoliflerin süperkapastörlerdeki uygulamaları incelenmiştir. İkinci bölümde ise yüksek aktif malzeme içeren nanolif elektrotların ticari miktarlarda eldesi için endüstriyel düzeyde nanolif üretim teknikleri araştırılmıştır. Son bölümde ise farklı yapıdaki kompozit CNF (karbon nanolif) elektrotların çeşitli hücre konfigürasyonlarındaki süperkapasitörlerde potansiyel uygulamaları incelenmiştir. Yapılan çalışmada nanolifli malzemeleri ve özelliklerini geliştirmek için elektrolif çekim ve çözeltiden üfleme nanolif üretim yöntemleri kullanılmış ve karşılaştırılmıştır. Bu iki yöntem arasından çözeltiden üfleme nanolif üretim yöntemi ve elektroüretimden farklı olarak yüksek voltajlı bir güç kaynağına ihtiyaç duyulmadan güvenli kullanımı ve yüksek üretim hızı nedeniyle tercih edilmiştir. Çözeltiden üfleme nanolif üretim yöntemi, enerji depolama araçlarının endüstriyel uygulamaları için yüksek ölçekte üretim ve kalın nanolif katmanları eldesi gerektiğinden özellikle incelenmiştir. Malzemeler açısından ele alındığında, tezin ilk bölümünde karbon öncü maddesi olarak kullanılabilecek çevre dostu ve tekrar kullanılabilir yan ürün veya atık ürünler ele alınmıştır. İkinci bölümde ise katkı malzemelerinin elektrokimyasal aktif malzeme olarak kullanılmasından bahsedilmektedir. Geliştirilen tüm malzemelerin yapısal farklılıklarının derinlemesine araştırılması ve anlaşılması için, mikroskobik analiz, Fourier Transform Infrared (FTIR), Raman Spektroskopisi, X-ışını difraksiyonu (XRD) ve Brunauer-Emmett-Teller (BET) yüzey alanı analizi yapılmıştır. Diğer taraftan, nanolif yapıdaki elektrotların elektrokimyasal performanslarının ölçümü için çevrimsel voltametri (CV), elektrokimyasal impedans spektroskopisi (EIS) ve/veya galvanostatik şarj/deşarj testleri uygulanmıştır. Tezin ilk bölümü gözenekli ve lifli yapıdaki elektrotların çevre dostu malzemelerden üretilmesi açıklanmaktadır. Bu amaçla, aktive edilmiş ve mezogözenekli karbon nanolifler (CNF) üretilmiştir. Lignin doğada bol miktarda bulunması ve aromatik yapısından ötürü öncül karbon malzemesi olarak kullanılmaktadır. Lifler lignin/polivinil alkol polimer karışımından elektroüretim yöntemiyle elde edilmiştir. Potasyum hidroksit (KOH), gözenekli yapının oluşmasını sağlayan aktive edici malzeme olarak kullanılmıştır. Lif üretiminden önce ve karbonizasyon işleminden sonra in-situ uygulama ile aktive edici malzemenin gözenekli yapı oluşmasındaki rolü elde edilen iki farklı CNF ile incelenmiştir. SEM ve BET sonuçları göstermiştir ki; karbonizasyon işlemi sonucunda aktive edilen CNF'lar aktive edilmemiş CNF'lere göre daha gelişmiş mikrogözenekli süngerimsi yapı göstermektedirler. Öte yandan, aktifleştirme ajanının in-situ yöntemiyle eklenmesi, daha düzgün ve mesogözenekli lifli ağı destekleyen ve elektrotun elektrokimyasal performansını arttıran daha düzenli karbonlu yapının oluşumuna yardımcı olmuştur. FTIR sonuçlarında iyot, aromatik yapının oluşumunu hızlandıran dehidrasyon ajanı olarak görev yaptığı görülmüştür. Sonuç olarak, mikro ve meso gözenekli yapıya sahip karbon nanolifler doğal ligninden başarılı bir şekilde elde edilmiştir. Ayrıca, geliştirilen CNF, lityum ve sodyum iyon pillerde yapıştırıcı ve katkı malzemesi kullanılmadan nanolif formda anot olarak kullanılmış ve bu pillerin farklı parametrelerin uygulanmasıyla değişen pil kapasitesi ve çevrim stabilitesi test edilmiştir. İki farklı gözenekli yapıdaki CNF arasından, mikro gözenekli olan yapı en yüksek kapasite değeri göstermiştir. Bununla birlikte, mezo gözenekli CNF, hem lityum hem de sodyum iyon hücrelerinde 1000 şarj-deşarj döngüsünden sonra bile yüksek döngüsel stabilitesi ile dikkat çekmiştir. Tezin ikinci kısmında, biyo-malzemeler bol miktarda bulunmaları ve yeniden kullanım potansiyelinden dolayı birçok araştırmacı tarafından derinlemesine incelenmiştir. Bu bağlamda, tezin dördüncü kısmında biyo-atıkların öncül karbon malzemesi olarak kullanılarak karbon nanoparçacıkların üretilmesi anlatılmıştır. Burada yerfıstığı kabukları yüksek selüloz içeriği ve lifli yapısından dolayı karbon öncül malzemesi olarak tercih edilmiştir. Karbon parçacıkların oluşumu, öğütülmüş yer fıstığı kabuklarında aktive edici malzeme (bu işlemde çinko klorür, ZnCl2) ile ön işlem uygulandıktan sonra karbonizasyon işleminden geçirilmesiyle meydana gelmektedir. Yapılan mikroskopik ve yapısal analizler göstermiştir ki, elde edilen karbon parçacıkları (Cp) yüksek yüzey alana (1167 m2/g) ve oldukça düzensiz yapıya sahip mikro-boyutlu (~20 µm) karbon yapılardır. Daha düşük boyutlara ve daha düzenli yapılara sahip olmasını sağlamak için ise bu parçacıklar bilyalı öğütücü ile parçalanmıştır. Öğütülmüş karbon parçacıklarına yapılan analizlerde öğütme işleminin sadece parçacık boyutunu (~580 nm) değiştirmemiş aynı zamanda da gözenekliliğini de arttırdığı görülmüştür. Bilyalı öğütme işlemi, toplam yüzey alanını önemli ölçüde değiştirmeden parçacıkların mezogözenekliliğini arttırmıştır. Buna ek olarak, öğütülmüş karbon parçacıkları geniş katman boşluklu düzensiz c-yapıları ve daha yüksek fonksiyonelleştirilmiş (C=O) yapıları içermekte bu da tekrarlanabilir iyon difüzyonunu ve daha yüksek kapasitesite sağlamaktadır. Parçacıkların elektrokimyasal özellikleri sulu elektrolit kullanılarak3-elektrotlu elektrokimyasal sistemde çevrimsel voltametri ile incelenmiştir. Cp elektrotlarının psodökapasitif davranışı incelendiğinde, Ag'ye karşı -1 ila 0.3 V arasındaki potansiyel aralıkta olduğu tespit edilmiştir. Daha küçük karbon parçacıkların gelişmiş elektrokimyasal performansı aynı zamanda CV (döngüsel voltametri) analizi ile de desteklenmiştir. Son olarak, simetrik süperkapasitör hücrelerinin performansı da incelenmiş ve biyo-atıklardan elde edilen karbon parçacıkların süperkapasitör elektrotlarda potansiyeli analiz edilip, açıklanmıştır. Bunun yanında, biyo-atıklardan geliştirilen karbon parçacıkları, simetrik süperkapasitör hücreleri için elektrokimyasal bileşen olarak elektrotların tasarımında kullanılmıştır. Desteksiz nanolif elektrot eldesi için çözeltiden üfleme yöntemi ile ultra-yüksek miktarda karbon nanoparçacığı içeren PVDF nanolifleri üretilmiştir. Polimer konsantrasyonu, çözücü oranı ve karbon konsantrasyonu gibi kompozit nano lif üretim parametreleri, mümkün olan en çok miktarda karbon parçacıkları ile hatasız lifler elde etmek için optimize edilmiştir. Optimum parametreler, 10wt% polimer çözeltisi, 60wt% karbon ve 50:50wt% DMF/aseton karışımı olarak bulunmuştur. Beşinci bölümün ikinci kısmında üretilen lifli malzemeler sulu ve organik elektrolit içeren simetrik süperkapasitör hücrelerinde kullanılmıştır. Yüksek aktif madde yüklenmişi elektrotların kullanıldığı sulu elektrolitli süperkapasitörler 1120 mF/cm2'ye kadar alan kapasitansı göstermiştir. Ayrıca, arttırılmış elektrik iletkenliğe sahip lifli elektrotlar 10,000 çevrim sonunda bile kapasitelerinin sadece %9'unu kaybederek yüksek çevrim stabilitesi ve yüksek pil kapasitesi göstermişlerdir. Organik süperkapasitörlerde hücreler kapasitanslarının %96,4'ünü korudukları için elektrotların çevrimsel stabilitesi daha da öne çıkmaktadır. Önerilen biyolojik atık türevi kompozisyon ve lifli yapının yüksek alan kapasitansı ve kararlılığa sahip olması nedeniyle geliştirilmesi ve kullanımı umut verici elektrotlar olduğu kanıtlanmıştır. Tezin ikinci kısmında, Bölüm 6'da simetrik süperkapasitör uygulamaları için geliştirilen nanolifli yapıdaki esnek ve kalın elektrotların geliştirilmesi tartışılmıştır. Desteksiz (yapıştırıcı ve iletken madde katkısız) karbon nanolif (CNF) yüzeyler 335 nm çap ortalamasında çözeltiden üfleme yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Öncelikler bu malzemelerin mikro-yapıları ve gözenekliliği analiz edilmiştir. Daha sonra en uygun sulu elektrolit belirlenmesi ve çalışılabilir uygun maksimum voltaj aralığının belirlenmesi için CNF elektrotların elektrokimyasal performansı incelenmiştir. Sonuçlar, karbon nanolif elektrotların (CNF) bazik sulu elektrolitte (pH14), oksijen veya hidrojen çıkışı olmadan, maksimum 1.4 V'lik bir voltaja kadar çalışabileceğini göstermiştir. Sonrasında, 6M KOH çözeltisinin elektrolit olarak kullanıldığı simetrik süperkapasitörlerde 1,2 mm üzeri kalınlığa sahip ve yüksek aktif madde yüklemiş karbon nanolif (CNF) elektrotların performansı test edilmiştir. Sonuç olarak kütle yoğunluğu 25 mg/cm2'e kadar olan elektrotların enerji ve güç değerleri açısından ticari süperkapasitörlerle karşılaştırılabilir olduğu görülmüştür. Ayrıca 2 A/g akımda 10,000 çevrim üzerinde dahi kapasite kaybı yaşanmadığı belirlenmiştir. Bir diğer sonuç ise, aktif madde miktarının arttırılmasıyla daha düşük çevrim stabilitesi elde edilmesidir. Elektrokimyasal impedans analizi sonucunda belirlenen daha kalın elektrotlardaki kapasite kaybının çevrim sırasında iyon difüzyonun azalmasından olduğu sonucuna varılmıştır. Elektrotların post-mortem analizi, elektrolit ile gerçekleştirilen yan reaksiyonların ürünü olan kristal benzeri yapıların düşük iyon difüzyonuna sebebiyet verdiğini ortaya koymuştur. Tezin son bölümünde birçok farklı aktif madde ile katkılanmış karbon nanoliflerin yapıları ve sulu elektrolitli süperkapasitör hücre içerisindeki performansları ele alınmıştır. Katkılanmış nanokarbon liflerinin üretilmesinde lif üretim tekniği olarak çözelti üfleme tekniği kullanılmıştır. Katkılama malzemesi olarak kullanılan Kalay (Sn), Manganez (Mn), Molibdum disülfür (MoS2) ve Prussian mavisi (PB) karbon nanoliflerin yapısına ya öncül tuzlar kullanılarak ya da doğrudan nanoparçacıklar kullanılarak katılmıştır. Karbon nanoliflerin yapısal analizi gerçekleştirildiğinde doplanan farklı katkı maddelerinin karbon yapısında önemli değişikliklere neden olduğu ortaya çıkmıştır. Diğer taraftan, elde edilen kompozit karbon nanolif elekrotlar üzerinde yapılan elektrokimyasal analizler göstermiştir ki; karbon matrix yapı elektrokimyasal sistemde baskın ve belirleyicidir. Katkılama malzemelerinin elektrokimyasal özelliğe ve çevrim stabilitesi üzerine etkisini incelemek üzere simetrik süperkapasitör hücreleri hazırlanmıştır. Katkılama malzemelerinin empedans analizleri sonucunda; katkılama malzemelerinin her ne kadar kapasiteye yarar sağlamasalar da çevrim sırasında yan ürünlerin oluşmasını engelleyerek iyonik difüzyonu iyileştirmiş ve iç direncin küçük kalmasına katkı sağladığı belirlenmiştir. Bu etki Sn ve MoS2 nanoparçacıklar ile katkılanmış CNF yapılarında en çok göze çarpmaktadır. Son olarak ise, katkılanmış CNF ve sade CNF yapılarının eşleştirilerek oluşturulan pozitif ve negatif bir elektrot çifti asimetrik süperkapasitör hücre için kullanılmıştır. Katkılanarak oluşturulan dört CNF yapısı içerisinden, genel voltaj aralığı (1.6 V) en yüksek olan SnMo CNF yalın CNF'e çift olarak seçilmiştir. Genişletilmiş voltaj aralığı sayesinde asimetrik hücrelerin, simetrik hücrelere göre yüksek çevrim stabilitelerinin yanında daha fazla spesifik enerji verdiği görülmüştür. Özetle, bu tezde gerçekleştirilen çalışmalarda kontrol edilebilir morfolojilere sahip farklı fonksiyonlarda nanolif malzemeler geliştirilmiştir. Farklı özelliklere sahip nanolilf yapıların kontrol edilebilir bir biçimde endüstriyel ölçekte üretilebilirliği incelenmiştir. Ayrıca, liflerin yapı ve özellikleri araştırılarak pil, süperkapasitör ve hibrit enerji depolama sistemlerindeki potansiyel uygulamalarını araştırılmıştır.
-
ÖgeEnzimatik Olarak Sentezlenmiş Polikaprolakton Bazlı Antibakteriyel Amfifilik Polimerler(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017-02-27) Kaya, Nazif Uğur ; Güvenilir, Fatoş Yüksel ; 10141157 ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyPolikaprolakton (PKL) bazlı amfifilik polimerler, enzimatik halka açılım polimerizasyonunun (eROP) fotopolimerizasyon veya atom transfer radikal polimerizasyon (ATRP) yöntemleri ile beraber kullanılarak sentezlenmiştir. ɛ-kaprolaktonun (KL) eROP yöntemi ile polimerizasyonu reaksiyonunda ester içeren nükleofilik başlatıcı kullanılarak oluşan yan reaksiyonlar incelenmiştir. Reaksion süresi, başlatıcı/lakton oranı ve reaksiyon sıcaklığı ile başlatıcı/lakton oranının sinerjik etkilerinin bu yan reaksiyonlara, dolayısıyla uç grup oluşumlarına etkileri incelenmiştir. Nükleofilik başlatıcı olarak 2-hidroksietil metakrilat (HEMA) ve biyokatalizör olarak Novozyme-435 (N435) immobilize lipaz enzimi kullanılmıştır. PKL bazlı amfifilik polimerlerin elde edilmesinde üç farklı yönteme başvurulmuştur. Birinci yöntemde yukarıda bahsedilen yan reaksiyonlardan faydalanılarak iki ucu da metakrilat içeren PKL bazlı makromonomer sentezlenmiştir. Reaksiyonun başlangıcında su nükleofilik başlatıcı olarak görev yapmıştır. Bununla birlikte etilen glikol dimetkrilat (EGDMA) da N435 tarafından parçalanmıştır. Reaksiyonun başlamasından bir süre sonra ortamdaki suyun vakumla uzaklaştırılması ile birlikte metakrilat fonksiyonel grupları PKL zincirlerinin uç gruplarına eklenmiştir. Elde edilen PKL’ nin, HEMA ve metakrilat uç gruplarının yanı sıra farklı hidroksil uç gruplarını da çeşitli kombinasyonlar oluşturacak şekilde içerdiği görülmüştür. Dolayısıyla, bu PKL karışımı dimetakrilatlı polikaprolakton (DMPKL) olarak adlandırılmıştır. Bir sonraki aşamada, poli(etilen glikol) metil eter metakrilat-950’ nin (PEGMA-950) fotopolimerizasyon reaksiyonunda, DMPKL ve trimetilpropan triakrilat (TMPTA) beraber çapraz bağlayıcı olarak ve ışık yayan diyot-ultraviyolet (LED-UV) kullanılmıştır. Amfifilik ağsı yapıların oluşturulduğu bu yöntemde Irgacure-819’ a fotobaşlatıcı olarak başvurulmuştur. PKL bazlı amfifilik yapıların elde edilmesi için diğer bir yöntem, hidroksil fonksiyonel gruplu Irgacure-2959 fotobaşlatıcısı, CL’ nun enzimatik polimerizasyonunda nükleofilik başlatıcı olarak kullanılmıştır. Böylece bir ucu fotobaşlatıcı, diğer ucu ise hidroksil fonksiyonlu PKL bazlı makrofotobaşlatıcı elde edilmiştir. Elde edilen makrofotobaşlatıcı, bütil akrilat (BuA), benzil akrilat (BzA), tetrahidrofürfüril akrilat (THFA), 2,2,2-trifloroetil akrilat (TFEA), 2-hidroksietil akrilat (HEA) ve poli(etilen glikol) metil eter akrilat-480 (PEGMEA-480) monomerlerinin UV polimerizasyonunda kullanılmıştır. Üçüncü yöntem olarak da, ATRP yöntemi ile önce PKL ve PEGMEA-480 içeren diblok kopolimeri, daha sonradan bu diblok kopolimer kullanılarak sülfobetain metakrilat (SBMA) tekrarlanan ünitelerini içeren triblok kopolimeri sentezlenmiştir. Bunun için önceden eROP yöntemi ile sentezlenen PKL, 2-bromoizobütiril bromit ile fonksiyonlandırılarak makrobaşlatıcıya dönüştürülmüştür. Yukarıda bahsedilen polimerik yapılar 1H nükleer magnetik rezonans (NMR), fourier transform kızılötesi spektroskopi-azaltılmış toplam yansıma (FTIR-ATR), diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC), boyut dışlama kromatografisi (SEC) yöntemleri ile karakterize edilmiştir. Antibakteriyel özellikler ise zon inhibisyonu testi ile analiz edilmiştir. Enzimatik halka açılım polimerizasyonu yöntemi ile metakrilat bazlı başlatıcı kullanılarak gerçekleştirilen PKL makromonomeri sentezi reaksiyonunda ana ve yan reaksiyonlar incelendiğinde, N435 lipaz katalizörünün, hem enzim-monomer kompleksini oluşturduğu hem de hidroksil fonksiyonel gruplu ester grubu içeren metakrilat başlatıcıdaki (HEMA) ester bağlarını parçalayarak yan reaksiyonlara sebep olacak ürün oluşturduğu görülmüştür. Bu çalışmalar ışığında, daha düşük monomer dönüşümü göz önüne alınarak reaksiyon sürelerinin de kısaltılması, yan reaksiyonların azaltılmasında bir başka yöntem olabilir. N435 enziminin ester içeren başlatıcılara karşı yüksek aktivitesinden faydalanılarak iki ucu da metakrilat içeren PKL makromonomeri sentezlenmiştir. Bu sentez yönteminin ilk bölümde gerçekleştirilen enzimatik sentezlerden farkı; ilk aşamada polimerizasyonun, monomer, enzim ve reaktörün içerisinde bulunan eser miktardaki suyun başlatıcı olarak kullanılması, daha sonra reaktöre yüksek vakum uygulayarak bu suyun ortamdan uzaklaştırılması ve enzimin ortamda bulunan metakrilat bazlı monomerik çapraz bağlayıcıyı (EGDMA) parçalayarak PKL’ nin iki ucuna eklemesidir. Bu şekilde sentezlenen dimetakrilatlı, çapraz bağlayıcı özellikli DMPKL, ultraviyolet polimerizasyonuna tabi tutularak PEGMA-950 ile amfifilik kopolimerleri sentezlenmiştir. Sabit triakrilat çapraz bağlayıcı konsantrasyonunda; PEGMA-950 ve DMPKL makromonomerlerinin konsantrasyonları (0.00, 0.25, 0.50, 0.75, 1.00) değiştirildiğinde, her iki monomerin dönüşümü değerlendirildiğinde PEGMA-950 ve DMPKL birlikte kullanıldığı durumlarda, amfifilik kopolimerler elde edildiği gözlenmiştir. Aksi durumda, monomer dönüşümleri düşük çıkmaktadır. İkinci yaklaşım olarak amfifilik polimerlerin elde edilmesinde, enzimatik olarak PKL bazlı makrofotobaşlatıcı sentezi gerçekleştirilmiş ve fotopolimerizasyon yöntemi ile BuA, BzA, THFA, TFEA, HEA ve PEGMEA-480 monomerleri ile polimerizasyon reaksiyonları incelenmiştir. En yüksek polimerizasyon verimi benzil akrilat monomeri ile sağlanmıştır. Aynı zamanda, PEGMEA-480 ve HEA ile PKL bazlı amfifilik yapılar farklı bir yolla sentezlenebilmiştir. Sentezlenen amfifilik polimerlerin oda sıcaklığında jel formunda olması, DSC analizlerine göre düşük camsı geçiş noktası değerlerine sahip olması, kauçuğumsu yapıda oldukları, ana maddelerine göre amorf yapılarının arttığı ve bu nedenle biyomedikal uygulamalarda kullanılabilir olmasını sağlamaktadır. Son yaklaşım olarak, PEGMEA-480 ve SBMA içeren diblok ve triblok amfifilik kopolimerler sentezlenmiştir. ATRP yöntemi ile amfifilik diblok ve triblok kopolimerlerin daha kontrollü bir şekilde sentezlenmeleri hedeflenmiştir. Bunun için enzimatik olarak sentezlenmiş PKL önce 2-bromoizobutiril bromit ile ATRP makrobaşlatıcısına dönüştürülmüş ve PEGMEA-480 makromonomerinin ATRP reaksiyonu sonucu AB tipli P(KL)n-b¬-P(PEGMEA)m diblok kopolimeri elde edilmiştir. AB tipli kopolimer de yine makrobaşlatıcı olarak kullanılarak SBMA monomerinin ATRP reaksiyonu gerçekleştirilmiş ve ABC tipli P(KL)n-b¬-P(PEGMEA)m-b-P(SMBA)k triblok kopolimeri elde edilmiştir. PEGMEA-480 makromonomerinin polimerizasyon verimi 1H NMR yöntemi ile hesaplanabilmiştir, ancak triblok kopolimerinin çözünürlük probleminden dolayı 1H NMR’dan yalnızca kopolimerin varlığı ispatlanmış, ancak polimerizasyon verimi hesaplanamamıştır. Sentezlenmiş olan polimerik yapıların antibakteriyel özellikleri zon inhibisyon metodu ile incelenmiştir. PKL bazlı makrofotobaşlatıcı kullanılarak elde edilen PEGMEA-480 makromonomerinin fotopolimerizasyon ürünü Staphylococcus aureus (S. aureus) (Gram pozitif) ve Escherichia coli (E. coli) (Gram negatif) bakterilerine karşı antibakteriyel etki göstermiştir. Aynı şekilde enzimatik ve ATRP yöntemlerinin kombinasyonu ile elde edilen AB tipi P(KL)n-b¬-P(PEGMEA)m diblok kopolimeri de bu iki bakteriye karşı antibakteriyel özellik göstermiştir. Bunun yanında, yine AB tipli diblok kopolimeri kullanılan ABC tipi P(KL)n-b¬-P(PEGMEA)m-b-P(SMBA)k triblok kopolimerinin yalnızca S. aureus’a karşı antibakteriyel etkiye sahip olduğu gözlemlenmiştir. Bu polimerlerin Aspergillus niger (A. niger) mikroorganizmasına karşı antifungal etkisi gözlemlenememiştir. Elde edilen diğer polimerik yapılarda ise bahsi geçen mikroorganizmalara karşı antibakteriyel ve antifungal nitelik bulunamamıştır. PEGMEA-480 makromonomeri ve PKL içeren amfifilik yapıların antibakteriyel özellik göstermesi, PEGMEA-480 makromonomerinin yoğun bir şekilde tekrarlanan üniteler halinde polimerik yapıların içerisinde yer alabilmesinden kaynaklanmaktadır. Kullanılan polimerizasyon yöntemleri ve antibakteriyel testler, enzimatik halka açılım polimerizasyonunun ATRP veya ultraviyole polimerizasyonu yöntemleri ile kombinasyonları ile antibakteriyel polimerlerin sentezlenebildiğini göstermektedir. Bu, polimerlerin antibakteriyel özellik isteyen biyomedikal uygulamalarda (yara örtüsü, kateter) ve denizcilik uygulamalarında (boya hammaddesi) kullanılabilir olduğunu göstermektedir. İleride yapılacak yeni çalışmalarda bu bulgular yol gösterici olacaktır.
-
ÖgeFarklı Topolojilere Sahip Baroplastikler(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-05-17) İnceoğlu, Şebnem ; Acar, Metin H. ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyBu çalışmanın esas amacı olarak, farklı topoloji ve segmentlere sahip olan polimerlerin yapısının reolojik akışa etkisini incelemek amacıyla, varolan baroplastik malzemelerin genişletilmesi hedeflenmiş ve yeni tür baroplastik malzemeler için topoloji, kompozisyon, molekül ağırlığı, geri dönüşüm çevrimi ve basıncın etkisi araştırılmıştır. Öncelikle çok fonksiyonlu başlatıcılar ve bu başlatıcılar kullanılarak değişik topolojilerde homopolimerler ve bu homopolimerden yola çıkılarak farklı topolojilerde ve molekül ağırlıklarında iyi tanımlanmış blok kopolimerler atom transfer radikal polimerizasyonu ile sentezlenmiştir. Elde edilen blok kopolimerlere oda sıcaklığında basit sıkıştırma ve/veya ekstrüzyon işlemleri uygulanarak baroplastik özellikleri incelenmiştir. Bunlara ek olarak, oda sıcaklığında basınç altında proses edilebilen baroplastik malzemelerin proses sonrasındaki fiziksel değişimleri (düzenli halden düzensiz hale geçişi) termal, morfolojik, reolojik ve mekanik özellikleri açısından incelenmiştir. Ayrıca, baroplastikler proses yardımcı maddesi olarak değerlendirilerek, yaygın kullanımı olan ve yüksek sıcaklıklarda proses edilen ticari polimerler ile fiziksel karıştırılarak bu polimerlerin de oda sıcaklığında ilk kez proses edilebilirlikleri gösterilmiştir. Tez çalışmasında, birçok kez tekrarlanan geri dönüştürülme işlemlerinde baroplastik malzemenin bozunmaya uğramadan ve madde kaybı olmadan %100 geri kazanım sağlandığı gözlemlenmiştir. Bu sonuç baroplastik malzemelerin sonsuz kez geri dönüştürülerek kullanılabileceği şeklinde değerlendirilebilir. Bu çalışmada, yüksek ve düşük sıcaklıkta proses koşulları karşılaştırıldığında, oda sıcaklığında proses işleminin yüksek basınçlar gerektirmediğinden dolayı endüstride termal prosesler için kullanılan cihazların baroplastik malzemeler için de kullanılabileceği değerlendirilmesi yapılabilir. Tüm bu sonuçlar göz önüne alındığında kaynak kullanımı azaltılabileceğinden farklı topolojilere sahip baroplastikler, ekonomiye katkı sağlayan ve çevre dostu yeni malzemeler olarak değerlendirilebilir.
-
ÖgeFosfin Oksit Ve Sülfon İçeren Poliüretanların Sentezi Ve Karakterizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-12-18) Türel, Betül ; Serhatlı, İ. Ersin ; 10022393 ; Polimer Bilim ve Teknolojisi ; Polymer Science and TechnologyBu tez üç bölümden oluşmaktadır. Bis[[4-hidroksietoksi)fenil]sülfon (BHEPS) ve bis[[4-hidroksietoksi)fenil]fenilfosfin oksit (BHEPPO) daha once literatürde anlatıldığı şekilde sentezlenmiştir. Sülfon ve fosfin oksit içeren poliüretan akrilatlar sentezlenmiş ve hazırlanmış, parlaklık, sertlik, mekanik özellikleri incelenmiştir. Birinci ve ikinci bölümlerde; değişik oranlarda sülfon ve fosfin oksit ilaveli poliüretan akrilatların direkt olarak sentezlenmesini, UV ışığı ile kürleşme davranışının incelenmesini, kaplama yapıldıktan sonra fiziksel, mekanik, termal özelliklerinin karşılaştırılmasını içermektedir. Bu çalışmada üç çeşit poliol [poliester poliol (PES), polipropilen glikol (PPG), polikarbonatdiol (PC)] ve diol olarak bis[(4-hidroksietoksi)fenil]sülfon değişik yüzdelerde (0, 40%, 60%) yumuşak segment olarak, toluene 2,4-diizosiyanat (TDI) ve izoforon diizosiyanat (IPDI) sert segment olarak, 2-hidroksietil metakrilat (HEMA) bloklaşma ajanı olarak on sekiz ayrı poliüretan akrilatın sentezlenmesi için kullanışmıştır. Sentezlenen poliüretan akrilatların yapıları FT-IR ve 1H-NMR ile karakterize edilmiştir.Poliüretan akrilat filmler reaktif seyrelticiler ve fotobaşlatıcı kullanılarak hazırlanmıştır.Hazırlanan kaplamaların özellikleri detaylı şekilde yüzey özellikleri, çekme mukavemeti, uzama, elastik modül bazında mekanik özellikleri, kalem ve pendulum sertlik değerleri incelenmiştir. Üçüncü bölümde sülfon içeren diol, izoforon diizosiyanat ve 2-hidroksietil metakrilat kullanılarak iki fonksiyonlu akrilat sentezlenmiştir. Yumuşak segment olarak polipropilen glikol, sert segment olarak izoforon diizosiyanat ve uç kapatma ajanı olarak HEMA kullanılmıştır. Sülfon içeren iki fonksiyonlu akrilat hazırlanan poliüretan akrilatın içerisine değişik oranlarda ilave edilmiştir. Modifiye üretan akrilatın kaplama performansı sertlik, parlaklık ve mekanik özellikler açısından incelenmiştir. Ayrıca termal özellikleri termogravimetrik analiz cihazı ile test edilmiştir.