Production of graphene oxide and polymer based nanocomposite microsieves via breath figure method
Nefes figürü yöntemi ile grafen oksit ve polimer bazlı nanokompozit mikroleklerin üretimi
- Tez No: 475049
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ERHAN BAT, DOÇ. DR. PINAR ZEYNEP ÇULFAZ EMECEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
Gözenekli polimer filmler elektronik, sensörler, biyomedikal, katalizör ve ayırma teknolojileri gibi çeşitli alanlarda kullanılırlar. Nefes figürü (NF) yöntemi yoğuşan su damlacıklarının kendinden örgütlenme esasına dayanan bir yöntemdir ve gözenekli polimer filmlerin eldesi için kullanılır. Yoğuşan damlacıklar yüzeyde süreç değişkenlerine bağlı olarak düzenli bir biçimde hizalanabilir. Damlacıklar çözücü buharlaşana kadar büyümeye ve polimer yüzeyinde batmaya devam ederler. Çözücünün tamamının buharlaşmasından sonra bal peteği biçiminde dizilmiş gözenekli bir yüzey elde edilir. Amfifilik veya fonksiyonel uçlu polimerler NF yöntemi ile düzenli bir yapı oluşturabilirler. Fakat polisülfon (PSF) gibi doğrusal yapılı hidrofobik polimerler ile NF yönteminde düzenli bir yapı elde etmek zordur. Çünkü PSF yoğuşan su damlacıklarını stabilize edemez. Polisülfon gibi bir malzemenin gözenekli membran uygulamalarında kullanımı oldukça faydalı olacaktır. Bu yüzden PSF'nin NF yöntemiyle düzenli yapıda gözenekli bir yüzey elde etmek için hidrofilik bir katkıya ihtiyaç duyulmaktadır. Hidrofilik malzemeler yüzey gerilimini düşürdüklerinden dolayı NF yöntemi ile düzenli bir yüzey yapısı kolayca elde edilebilir. Bu çalışmada grafen oksit (GO) tabakaları sentezlendikten sonra hidrofilik poli(PEGMA) zincirleri Atom Transfer Radikal Polimerizasyon yöntemi ile GO tabakalarının yüzeyine aşılanmıştır. Elde edilen ürün hidrofilik bir katkı olarak nefes figürü yöntemiyle düzenli gözenek dağılımına sahip yüzey eldesi için kullanılmıştır. Gözenekli polimer filmler NF deney süreçlerinin değiştirilmesi ile düşük maliyetli mikroelekler olarak kullanılmıştır. Sonuçlara göre, poli(PEGMA) aşılanmış GO tabaklarının gözenek oluşumunu iyileştirdiği ve sonucunda düzenli yapıda gözenekler elde edilmesinde etkili olduğu görülmüştür. Ortalama gözenek boyutu 2 ile 7 mikron arasında ve gözenek derinliğinin 2 ile 17 mikron arasında değiştiği gözlemlenmiştir. Elde edilen gözenekli polimer filmlerin filtrasyon performansı maya çözeltisi süzülerek test edilmiştir ve yüzde reddetme 88.2 ± 5.7 olarak hesaplanmıştır.
Özet (Çeviri)
Porous polymer films are used in various different fields such as electronics, sensors, biomedical, catalysis, and separation. Breath figure (BF) is a method of obtaining porous polymers via a self-assembly process based on water condensation. In this process condensed water droplets can be regularly arranged on surface depending on process conditions. They continue to grow or sink until all solvent is evaporated. After complete evaporation, honeycomb shaped porous polymeric films are obtained. Amphiphilic copolymers or end group functionalized polymers are often used for obtaining such structures. It is difficult to form regular honeycomb patterned films via BF method from linear hydrophobic polymers such as polysulfone (PSF). PSF itself is not very effective in stabilizing water droplets during the BF process even though such films could be very useful for membrane based separation applications. In such circumstances, a hydrophilic additive is needed for droplet stabilization. Since hydrophilic additives reduces the interfacial tension, regular surface morphology can be easily obtained. In this work, poly(PEGMA) grafted graphene oxide (GO) is proposed as a stabilizer for obtaining porous PSF films via breath figure process. GO sheets were synthesized and then decorated with hydrophilic polymer chains of poly(PEGMA) via atom transfer radical polymerization (ATRP). Obtained product was used as a hydrophilichydrophobic additive in order to create PSF based honeycomb structures via BF method. By the optimization of BF experimental parameters, porous PSF films were obtained and their performance for microfiltration applications was assessed. The results showed that poly(PEGMA) grafted GO facilitated regular pore formation during BF process and resulted in highly uniform honeycomb patterned PSF films. Average pore sizes of the obtained porous films could be varied from 2 to 7 microns and the pore depth could be varied 2 to 17 microns depending on process conditions. Filtration performance of the porous films was tested by yeast filtration and percentage rejection was calculated as 88.2 ± 5.7.
Benzer Tezler
- Grafen oksit/polipirol/polivinil alkol nanokompozit ve türevlerinin nanofiber süperkapasitör cihaz uygulamaları
Nanofiber supercapacitor device applications of graphene oxide/polypyrrole/polyvinyl alcohol nanocomposite and their derivatives
YELİZ YÜRÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
KimyaTekirdağ Namık Kemal ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT ATEŞ
- Synthesis, characterization, and determination of mechanical properties of epoxy nanocomposites from reduced grapheneoxide
İndirgenmiş grafen oksitten epoksi nanokompozitlerin sentezi,karakterizasyonu ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi
HESHW ALI OMER MANGURI
- Polimer esaslı grafen katkılı yeni nesil iletken nanokompozit malzemelerin üretimi, yapısal özelliklerinin ve iletkenlik karakteristiklerinin incelenmesi
Production of polymer based graphene added new generation conductive nanocomposite materials, investigation of the structure properties and the conductivity characteristics of them
BEHZAT YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Mühendislik BilimleriKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSMAİL TİYEK
- Grafen oksit katkılı polimer nanokompozitlerin çeşitliözelliklerinin incelenmesi
Investigating various properties of graphene oxide doped polymer nanocomposites
OĞUZKAN ŞENTÜRK
Doktora
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM MEHMET PALABIYIK
