Hydroxyl containing main-chain polymeric benzoxazines and their modifications
Hidroksil grubu içeren ana zincir polimerik benzoksazinler ve modifikasyonları
- Tez No: 335880
- Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF YAĞCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemistry, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 97
Özet
Polibenzoksazinler, fenolik reçinelerin kırılganlık, kısa raf ömrü, sentez için kuvvetli asit katalizör gerektirmeleri ve yan ürün oluşturmaları gibi dezavantajlarının üstesinden gelmek için geliştirilmiş yeni termoset reçinelerdir. Fenolik reçinelerin alev dayanıklılıklarının yanında mekanik performans ve farklı başlangıç maddeleri kullanılmak suretiyle esnek moleküler dizayna sahip olmaları büyük ilgi çekmelerini sağlamaktadır. Bu moleküler yapı esnekliği, birçok uygulamada kullanılabilmeleri için olanak sağlar. Sentezleri basit olarak çeşitli aminler, fenoller ve formaldehit kullanılarak, çözücü içerisinde veya çözücüsüz olarak termal yolla yapılır. Çözücü sistemi içerisinde sentezlenen benzoksazin monomerlerinin dezavantajı, reaksiyon hızının yavaşlığı, bol miktarda solvent gerektirmesi, başlangıç maddelerindeki çözücü kalıntısının işlenmede zorluk yaratması ve öncüllerin bazı durumlarda çözünememesidir. Bu dezavantajları elimine etmek için çözücüsüz yöntem geliştirilmiştir. Çözücüsüz yöntemde başlangıç maddeleri olan fenol, amin ve aldehit karıştırılarak erime sıcaklıklarına kadar ısıtılır, ardından monomer oluşumuna elverecek bir sıcaklığa kadar ısıtmaya devam edilir, bu yöntemde uçucu olan formaldehit yerine paraformaldehit kullanılır. Reaksiyon süresinin kısalığı ve daha az yan ürün oluşumu bu yöntemi çözücülü yönteme üstün kılmaktadır. Amin ve fenol başlangıç maddeleri çeşitlendirilerek birçok farklı yapıda benzoksazin monomeri sentezlenebilir ve bunlar farklı uygulamalarda kullanılabilir. Tek fonksiyonlu benzoksazin monomerlerinin sentezinde tek fonksiyona sahip amin ve fenoller kullanılır, ancak bu tür monomerlerin kürlenmesi sonucu ancak oligomerik yapılar sentezlenebilmektedir ve bu da materyal hazırlanması için uygun bir durum değildir, çünkü termal ayrışma enerjisi zincir uzama reaksiyonuyla yarışmaktadır. Bisfenol A ve aminler kullanılarak sentezlenen yeni tür iki fonksiyonlu benzoksazin monomerleri sayesinde bu sorun aşılmıştır, ancak bu şekilde hazırlanan benzoksazin monomerlerinden elde edilen polibenzoksazinler kırılgandırlar ve halka açılması için yüksek sıcaklık gerektirmektedirler. Bu dezavantajların üstesinden gelmek için özel dizayn edilmiş monomerler kullanmak, benzoksazinleri başka bir yüksek performanslı polimer, fiber veya dolgu malzemesiyle karıştırmak (kil, epoksi, fosforlu bileşikler vs...) veya lineer polibenzoksazinler sentezlemek gibi yöntemler geliştirilmiştir. Polimerik benzoksazin öncülleri ana zincir, yan zincir veya uç zincir şeklinde olabilir. Ana zincir polimerik benzoksazinler, molekül ağırlıklarının benzokasin monomerlerined kıyasla daha yüksek olmasının verdiği avantajla termoplastik polimerler gibi kolaylıkla işlenebilirler ve çeşitli şekillerde sentezlenebilirler. AABB tipi lineer polimerlerin diaminler ve bisfenollerin reaksiyonu ile sentezlenmesi, ana zincir polimerik öncüllerin sentezindeki ilk yaklaşımdır. Bu yaklaşım ile oligomerik büyüklükte polimerler elde edilebilmektedir (1000
Özet (Çeviri)
Phenolic resins have a wide application area in industry, however, they have some shortcomings such as brittleness, poor shelf life, requirement of strong acid catalyst for synthesis and generating by products while synthesis. In order to overcome these limitations, new classes of phenol containing resin, benzoxazines have been developed. These newly developed resins have a number of unique features including low water uptake, low shrinkage, high glass transition temperatures, no need of strong acid catalysts for synthesis and no release of by products. Additionally, their molecular structure allows them to be adapted for many applications by just simply modifying the monomers. They can be synthesized either in a solvent or by solventless method. The solution procedure has many disadvantages such as slow reaction rate, requirement of large amount of solvent, poor solubility of the precursors in some cases, increasing cost of products and environmental problems due to using large amounts of organic solvent and solvent residue in precursor, which cause problems during processing of benzoxazine resins. Solventless synthesis in the melt state was developed in order to overcome these problems. The reactants, i.e, aldehyde, amine and phenolic precursors are mixed together physically, heated to their melting temperature and then reaction is carried on at a temperature sufficient to generate desired benzoxazine product. Formaldehyde is not used in this synthesis, because it evaporates easily and loses stoichiometry very fast. Instead, paraformaldehyde is used for this procedure. Solventless synthetic method provides improved reaction times compared with the traditional synthetic method and fewer unwanted intermediates and by-products are formed. Synthesis of benzoxazine monomers are realized with high boiling point nonpolar solvents as a novel solution method. Mono-functional benzoxazines only produce oligomeric structures with molecular weight around 1000 Da (Dalton). By using diamines and bisphenols, bifunctional and multi-functional benzoxazine monomers can be prepared. Nevertheless, pure benzoxazine monomers and polymers obtained from these monomers are still brittle, and their curing temperatures are quite high so that processing is not very facile. Expanding the properties is a recent issue; some of the studies are based on blending polybenzoxazines with other polymeric materials, while some of them aim preparing monomers with additional functionalities. Another approach is to synthesize linear benzoxazine precursors possessing ring structures at the main chain, side chain or end chain. This precursor approach offers additional flexibility, thermal and mechanical resistance. Main-chain benzoxazine precursors (MCBP) can be easily processed as thermoplastics in melt processing equipment, because of their higher molecular weights in comparison to benzoxazine monomers. Achieving MCBPs can be realized through several pathways. One approach is to use bisphenols and diamines as starting materials to form AABB type linear polymers, which generates high oligomeric size polymers (1000
Benzer Tezler
- Electrochemıcal manıpulatıon of adhesıon strength of polybenzoxazınes on metal surfaces: From strong adherıng to dısmantlıng
Poli̇benzoksazi̇nleri̇n metal yüzeylere kuvvetli̇ yapışma ve yüzeyden ayrılma özelli̇ği̇ni̇n elektroki̇myasal olarak ayarlanması
CANSU AYDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAĞCI
- Reaction of acetophenone-formaldehyde resin with s-triazone compounds for fire resistance polyurethane
Poliüretan yanmazlık dayanımı için asetofenon formaldehit reçinesinin s-triazon bileşiği ile reaksiyonu
MİNE MUTLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
- Aktive edilmiş monomer polimerizasyonu ile fotoaktif polimer sentezi
Başlık çevirisi yok
YEŞİM HEPUZER
