Evaluation of CdX (X = S, Se) as photoinitiator in free radical polymerizations
CdS ve CdSe kuantum noktacıklarının serbest radikal polimerizasyonlarında fotobaşlatıcı olarak değerlendirilmesi
- Tez No: 473031
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAVVA YAĞCI ACAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemistry, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Vinil monomerlerinin serbest radikal polimerizasyonu tekniği ile polimerleştirilmesi özellikle tıp, boya, kaplama sahalarında, özellikle de oda sıcaklığında çalışma avantajı sağladığı için, çokça başvurulan bir yöntemdir. Fotobaşlatıcılar (FB) genellikle UV-bölgesinde absorbansa sahip ve dolayısıyla UV-de uyarıldıklarında radikal oluşturarak parçalanıp polimerizasyon başlatan organik moleküllerdir. UV ışığının kullanılmasının sağlık açısında riskli olması ve yine bu bölgede sınırlı ışık nüfus derinliği organik FB'lerin temel sorunudur. Ayrıca, FB'ların tümüyle dönüşüme uğramaması, toksik parçalanma ürünlerinin çıkması, ko-katalist ihtiyacı organik FB'ların başlıca sorunlarıdır. Kuantum noktacıkları (KN) kuantum sınırlaması nedeniyle büyüklüğe bağlı özellikler gösteren yarı iletken nanokristal yapılardır ve güneş pilleri, floresan etiket, ilaç taşıma ve tıbbi görüntüleme gibi pek çok sahada kullanılan popüler nanomalzemelerdir. Polimerler genellikle KN'larına stabilize, fonksiyonellik ve işlenebilirlik sağlamak için KN'larının yüzeyini kaplamada kullanılır veya KN'larının özelliklerinden faydalanmak için KN'ları ile harmanlanırlar. KN'larının potansiyel FB olarak kullanılmasının nedeni elekron-çıkur çiftini oluşturmasıdır. KN'larının kristal büyüklüğüne bağlı değişen ve kesitli olmayan absorbansı farklı dalga boylarının uyarıcı olarak kullanılabilmesine olanak sağlar ve KN'larını olası uzun-dalgaboyu fotobaşlatıcıları haline getirir. Son yirmi yıl içerisinde kuantum noktacıkların fotobaşlatıcı olarak kullanılabileceğine dair sınırlı sayıda raporlar görülmüştür. Genellikle de bu çalışmaların sonuncu birbiri ile çelişmektedir. Çukur-dolduran alkolik çözücülere ihtiyaç duyulması ve başarılı fotobaşlatama sonucunda luminesansın sönümlenmesi bu raporların genel görüşü olarak kabul edilebilir. Bu tez çalışmasının motivasyonu 4 aşamalıdır: ilk olarak KN'nın tipinin, büküklüğünün, yüzey kalitesinin ve kaplama kompozisyonunun FB verimliliği üzerindeki etkisinin anlaşılması, 2. olarak başlatıcı mekanizmasının anlaşılması, 3. olarak uzun-dalgaboyu FB'si olarak değerlendirilmesi ve son olarak da basit bir yolla KN-polimer nano-kompoziti üretilmesinde kullanılması hedeflenmektedir. Çalışmanın ilk kısmında, aynı kaplamaya fakat farklı kristal büyüklüğüne ve parçacık kalitesine sahip, kolloidal ve hidrofobik CdS KN'larının UV ışığı ile uyarılması sayesinde MMA'nın yığın polimerizasyonunda, KN'nın yoğunluğunun ve polimerizasyon süresinin MMA dönüşümündeki etkisi çalışıldı. Görünür bölgedeki başlamanın ve fotopolimerizasyon kinetiği PEGDA ve HDDA monomerleri ile foto-DSC'de çalışıldı. Elde edilen sonuçlar gösteriyor ki: KN'nın büyüklüğü, yüzeyinin kalitesi ve kusurlu enerji mevkilerini bulunması KN'larının başlatıcı verimliğini değiştirmektedir. Luminesans ve kolloidal stabilitesi olan kompozitler üretildi. Fotouyarılma sonucu oleik asitin karbondioksit açığa çıkarması başlatıcı radikalin kaynağı olarak önerildi. İkinci bölümde, çekirdek-kabuk yapılı malzemelerin fotobaşlatmadaki rolünü anlamak için oktadesilamin kaplı CdSe ve CdSe-ZnS parçacıklarından faydalanılmıştır. Fakat bu parçacıklarla başarılı sonuçlar elde edilemedi. Son bölümde, bunun olası olası nedenleri ve ileriye yönelik yapılabilecek çalışmalara yer verildi.
Özet (Çeviri)
Free radical photopolymerization of vinyl monomers is highly popular since initiation can be performed at room temperature which is beneficial in especially medicine, paint and coating applications. Photoinitiators (PI) usually do have strong absorbance in the UV and therefore decompose to produce free radicals for initiation upon excitation in UV which creates a safety issue and limited penetration depth. Lack of 100% decomposition, toxicity of the PI and/or degradation products, bleaching out of these species and need for a co-catalyst are additional problems which are the subjects of many current studies. Quantum dots (QD) are luminescent semiconductor nanocrystals with size tunable optical and electrical properties due to quantum confinement and used widely in energy, medicine, fluorescent labeling, optical diagnosis and therapy. Their combination with polymers usually involve polymeric coatings on QDs to provide stability, functionalization and processability to QDs or blending QDs with polymers to introduce the optical and electrical properties of QDs to the polymers. QDs generate an electron-hole pair which is the basis of their potential as a PI. Size tunable and continues absorbance of QDs allow excitation at different wavelength and hence render them as a potential long-wavelength initiators. There has been a very limited amount of reports on utilization of QDs as PIs within the last 20. Results of these studies are usually conflicting with each other. General belief involves the need for a hole-scavenging alcoholic solvent and luminescence quenching for successful photoinitiation with QDs. Motivation of this thesis work is four fold: 1. Understanding of the influence of QD type, size, surface quality and coating composition on PI efficiency in hydrophobic solvents; 2. Elucidating the initiation mechanism; 3. Investigating QDs as long-wavelength PIs; 4. Producing QD/polymer nanocomposites in a simple way. In the first part, colloidal and hydrophobic CdS QDs with different crystal size and particle quality, but with the same coating (oleic acid) were used as a PI in batch photopolymerization of MMA under UV-excitation (360 nm) wherein the QD concentration and reaction time on monomer conversion were studied. Kinetics of the photopolymerization and initiation in the visible range were studied with photo-DSC using PEGDA and HDDA as monomers. Studies indicate that more than the size of the nanocrystals, surface quality and defect states differentiate the initiation efficiency of QDs. Small, colloidally stable and luminescent CdS/PMMA were produced. Decarboxylation of Oleic acid upon photoexcitation was suggested as the source of initiating radical. In the second part, octadecylamine coated CdSe and CdSe-ZnS core-shell QDs were studied to shed light on the initiation mechanism further. However, successful photopolymerization were not achieved. Possible reasons and suggestions for future studies are provided in the last part.
Benzer Tezler
- Çevre davranış alanı içinde konut ve çevre değiştirmenin insana etkisinin mimari açıdan incelenmesi
Investigation from the architectural point of view the influence of residential shift-relocation on human being
CEMİLE TİFTİK
- Uzay araçlarının testleri
Space vehicle tests
HASAN ŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Astronomi ve Uzay BilimleriHava Harp Okulu KomutanlığıUzay Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN
- Torbalı yöresinde yetiştirilmeye uygun sanayi domatesi çeşitlerinin belirlenmesi
Determination of appropriate processing tomato varieties grown in Torbalı region condition
ÖZLEM SERDAROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
ZiraatAdnan Menderes ÜniversitesiBahçe Bitkileri Ana Bilim Dalı
PROF.DR. TEVFİK YOLTAŞ
- Yüksek manyetik alanın fare embriyolarında hücre farklılaşması ve polarizasyonuna etkilerinin immünohistokimya ve ince yapı düzeyinde araştırılması
İmmunohistological and fine structural evaluation the effects of static magnetic fields on cell differentiation and polarization i̇n mouse embryo
TÜRKAN SARIOĞLU
Doktora
Türkçe
2018
Histoloji ve Embriyolojiİstanbul ÜniversitesiHistoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEYHUN SOLAKOĞLU
- Farklı diz açıları ve tibia pozisyonlarında yapılan izometrik egzersizin vastus medialis ve rectus femoris kasları üzerine etkisinin EMG çalışması ile incelenmesi
Evaluation of the effects of isometric exercises performed at various knee angles and tibial positions on strength development of vastus medialis and rectus femoris muscles using electromyography
ALİ MURAT ZERGEROĞLU
Doktora
Türkçe
1997
Fiziksel Tıp ve RehabilitasyonAnkara ÜniversitesiFizyoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. EMİN ERGEN