Fonksiyonel Çok Katmanlı Karbon Nanotüpler

Abstract

Bu çalışmada, çok katmanlı karbon nanotüp (KNT) üzerinde fotopolimerizasyon reaksiyonu gerçekleştirebilecek radikal başlatıcı oluşturulmuştur ve sentezlenen çok katmanlı KNT içerikli fotobaşlatıcının reaksiyona girme eğilimini gözlemlemek amacıyla, vinil monomerinin UV ışığı altında çok katmanlı KNT üzerinden büyüyen fotopolimerizasyon reaksiyonu yapması sağlanmıştır. Bu amaçla ilk önce sülfürik ve nitrik asit yardımıyla çok katmanlı KNT’ler oksitlendirilmiş, oluşan –COOH fonksiyonlu KNT’ler tiyonil klorür ile reaksiyona sokularak asit klorür reaktif grupları ile fonksiyonlandırılmıştır. İkinci aşamada ise asit klorür fonksiyonlu KNT’ler Benzoin ve türevleri ile esterleşme reaksiyonuna sokularak fotoaktif KNT’ler sentezlenmiştir. Sentezlenen fotoaktif KNT’ler stiren monomerinin fotopolimerizasyon reaksiyonunda başlatıcı olarak kullanılmıştır. Reaksiyon süresinin polimerizasyona etkisi incelenmek üzere stiren monomerinin elde edilen fotoaktif KNT‘ler ile UV ışığı altında 1, 2 ve 3 saat boyunca reaksiyon vermesi sağlanmıştır. Sentezlenen polistireni incelemek için KNT‘e bağlı polistiren hidroliz reaksiyonu ile defonksiyonlandırılarak aradaki ester bağının kopması sağlandıktan sonra koparılan polistiren çöktürülerek ortamdan ayrılmıştır. Son olarak monomer/başlatıcı oranının fotopolimerizasyon reaksiyonununa etkisini gözlemlemek amacıyla stiren miktarı azaltılarak 2 saat boyunca UV ışığı altında reaksiyon gerçekleştirilmiştir. Sentez ve karakterizasyon aşamalarında FT-IR, GPC,Raman, TGA, SEM, TEM teknikleri kullanılmıştır.

In this study, radical photoinitiator initiator that can make photopolymerization reaction on MWCNTs was synthesized and with the intention of the reactivity of MWCNTs-based photoinitiator, styrene monomer was polymerized on the MWCNTs with ―graft from method under UV light. Therefore, MWCNTs were oxidized firstly, and then reacted with thionyl chloride to form chloride reactive groups onto MWCNTs. These functional groups on the MWCNTs were made esterification reactions with 2-hydroxy-1,2-di(phenyl)ethanone (Benzoin) and so on to synthesize photo-active MWCNTs. Synthesized MWCNT-based photoinitiators are used for polymerization of styrene. To examine the effects of reaction period, photo-active MWCNTs were reacted with styrene under UV lamp for 1, 2 and 3 h. To further establish the covalent linkage between PS and MWCNTs moieties, the resulting PS-functionalized MWCNTs are defunctionalized by hydrolysis. Finally, ratio of monomer/initiator were decreased to examine the effect of concentration of monomer on photopolymerization reactions. The structures and morphologies of the products were analyzed by FT-IR, GPC, Raman, TGA, SEM, TEM.