A study on polymer-clay nanocomposites
Polimer-kil nanokompozitleri üzerine bir çalışma
- Tez No: 170898
- Danışmanlar: PROF.DR. NİHAN NUGAY, PROF.DR. TURGUT NUGAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
VI ÖZET POLİMER-KİL NANOKOMPOZITLERI ÜZERİNE BİR ÇALIŞMA Bu projede, yüksek performansa sahip eksfoliye polymer-kil nanokompozitlerinin sentezlenmesi ve termal ve dinamik mekanik özelliklerinin yanısıra morfolojisinin karakterize edilmesi amaçlanmaktadır. Bu kapsamda, poli(4-vinilpiridin) (P4VP)- montmorillonit (MMT) kili nanokompozitleri üç aşamada çalışılmıştır. İlk aşamada, polimer kompozitlerinde dolgu büyüklüğünün etkisi, iki tür kil kullanılarak irdelenmiştir; mikro dolgu olan mika ve kuarternize P4VP homopolimeri ile modifıye edilmiş MMT nanodolgu. Sonuç P4VP kompozitleri, nano dolgu takviyesinin daha iyi mekanik özelliklere ve yüksek termal kararlılığa yol açtığını göstermiştir. İkinci aşamada, kuarternize ve farklı blok uzunluklarına sahip (PMMA-P4VP) ve (PS-P4VP) diblok kopolimerleri anyonik polimerizasyon yöntemi ile sentezlenmiştir. Daha sonra bu yapılar, iyonik homopolimer yerine, MMT modifikasyonu için interkelant olarak kullanılmıştır. Bu bölümde elde edilen sonuçlar ile, polar olmayan bir PS blok ile iyonik P4VP segmanı içeren bir blok kopolimeri kullanımının, MMT kil tabakalarını daha çok genişlettiği ve modifikasyonda daha etkili olduğunu sonucuna varılmıştır. Dahası, iki blok kopolimer içinde, uzun iyonik segmanlı olanı kullanmak, kil tabakaları arasındaki uzaklığın daha fazla artmasına ve bunun sonucu olarak iyileştirilmiş termal ve mekanik özelliklere sahip exfoliye nanokompozit yapısının oluşmasına neden olduğu saptanmıştır. Üçüncü aşamada, P4VP-MMT nanokompozit sistemlerinde, eksfoliasyon yapısını elde etmek için en iyi mekanizma araştırılmıştır. MMT kili, içerdikleri vinil grubları aracılığı ile polimerizasyona katılabilecek koko amine quarternize tuzu ve trimetoksi vinil silan kullanılarak modifıye edilmiştir. MMT modifikasyonu bu iki modifikasyon aracının bir arada olduğu durumda gerçekleştirildiğinde, exfoliye nanokompozit yapısı elde edilirken, tekli modifikasyonlar ise interkelasyona yol açmıştır. Eksfoliye nanokompozitin diğer kompozitlere göre, yüzde 2 gibi düşük bir dolgulamada, daha iyi bir termal kararlılığa ve dinamik mekanik performansa sahip olduğu bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT A STUDY ON POLYMER-CLAY NANOCOMPOSITES In this project, our objective was to synthesize high performance exfoliated polymer-clay nanocomposites and characterize them in terms of thermal and dynamic mechanical properties as well as morphology. Poly(4-vinylpyridine) (P4VP)- montmorillonite (MMT) clay nanocomposites were investigated mainly in three stages. In the first stage, effect of size of filler in polymer composite preparation was studied using two types of clay; a conventional micro filler; mica and MMT nanoclay modified with quarternized P4VP homopolymer via cationic exchange reaction. The resultant P4VP composites indicated that application of nano reinforcement gave extremely better mechanical properties and higher thermal stability. In the second stage, instead of ionic homopolymer, well defined quarternized diblock copolymers of methymethacrylate-4- vinypyridine (PMMA-b-P4VPQ), and styrene-4-vinylpyridine ( PS-b-P4VPQ) with different block lengths were synthesized via sequential anionic polymerization and used as intercalants for the modification of MMT. The results obtained in this section concluded that use of a block copolymer having a nonpolar polystyrene (PS) tail and ionic P4VPQ segment compared to a homopolymer P4VPQ as intercalant, is more effective for the modification of MMT clay leading to higher expansion of MMT clay. Moreover, for both types of block copolymers, use of a longer ionic segment resulted in a larger increase in interlayer spacing of MMT clay and then led to exfoliated nanocomposite structures as well as enhanced thermal and mechanical properties. In the third stage, the best mechanism to enhance the exfoliation was investigated in P4VP-MMT clay nanocomposites system. MMT clay was modified with a quarternary salt of cocoamine containing a vinyl group as well as trimethoxy vinyl silane both contributing to polymerization from interlayer galleries and edge/surface of clay, respectively. Desired exfoliated nanocomposite structure was achieved when the MMT modification was conducted in the presence of both modifiers whereas individual modifications all resulted in intercalated structures. Resultant exfoliated nanocomposite was found to have better thermal stability and dynamic mechanical performance as compared to the others even with 2 per cent of clay loading.
Benzer Tezler
- In sıtu polimerizasyon ile yağ bazlı polimer ?organokil nanokompozit sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of oil based polymer/organokil nanocomposites by in situ polymerization
YAĞMUR BAYRAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EMEL AKYOL
PROF. DR. A. TUNCER ERCİYES
- Nanokompozit yapılı polimer sistemlerin geliştirilmesi ve deri finisajında uygulanabilirliğinin araştırılması
Preparation of nanocomposite based polymer systems and its application in leather finishing
ONUR YILMAZ
Doktora
Türkçe
2011
Deri ve Kürk TeknolojisiEge ÜniversitesiDeri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. CORNELİA VASİLE
PROF. DR. GÜRBÜZ GÜLÜMSER
- Preparation of polyacrylamide-clay nanocomposites by redox polymerization
Poliakrilamid-kil nanokompozitlerinin redoks polimerizasyonu ile hazırlanması
MUSTAFA SERDAR ÖNSES
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF.DR. A. TUNCER ERCİYES
PROF.DR. MEHMET ALİ TAŞDEMİR
- Synthesis and characterization of mechanical, thermal and flammability properties of epoxy based nanocomposites
Epoksi esaslı nanokompozitlerin sentezi ve mekanik, ısıl ve yanabilirlik özelliklerinin karakterizasyonu
ERHAN KOP
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ULKU YILMAZER
- Polimer/kil nanokompozitlerin hazırlanması mekanik ve termal özelliklerinin incelenmesi
The preparation of the polymer / clay nanocomposites and the examination of mechanical and thermal properties
KÜBRA GÜNEŞ
Doktora
Türkçe
2015
KimyaAtatürk ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET GÜRSES
PROF. DR. SEMRA KARACA