Geri Dön

Structure-property behavior of poly(ethylene oxide) based poly(urethane-urea) copolymers and their nanocomposites reinforced by silica nanoparticles

Polietilenoksit bazlı poliüretanüre kopolimerleri ve silika nanoparçacık takviyeli nanokompozitlerinin yapı-özellik davranışı

  1. Tez No: 478639
  2. Yazar: OĞUZHAN OĞUZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ZİYA MENCELOĞLU, PROF. DR. İSKENDER YILGÖR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Bilim ve Teknoloji, Mühendislik Bilimleri, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Science and Technology, Engineering Sciences, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 234

Özet

Bu tezin temel amacı, Poli(etilen oksit) bazlı Poli(üretan-üre) kopolimerlerinin ve bu kopolimerlerin silika takviyeli nanokompozitlerinin yapı-özellik ilişkilerinin incelenmesidir. Bu bağlamda, tezin birinci bölümünde konuya ilişkin genel bilgiler ve literatür özeti yer almaktadır. Tezin ikinci bölümünde ise, söz konusu kopolimerlerde yumuşak kısım molekül ağırlığının ve tavlama sıcaklığının yapı-özellik ilişkisi üzerine etkileri incelenmiştir. Elde edilen veriler söz konusu iki parametrenin kopolimer morfolojileri ve mekanik özellikleri üzerinde oldukça önemli etkilere sahip olduğunu göstermektedir. Tezin üçüncü bölümünde, yumuşak kısım molekül ağırlığının söz konusu kopolimerlerin camsı geçiş sıcaklıkları, kristaliniteleri, moleküler mobiliteleri, lokal ve segmental dinamikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Modüle diferansiyel taramalı kalorimetre ve dielektrik relaksasyon spektroskopisi ile elde edilen verilen söz konusu parametrenin kopolimerlerin termal ve dielektrik relaksasyon özellikleri üzerinde oldukça önemli etkilere sahip olduğunu göstermektedir. Tezin dördüncü bölümünde ise, önceki bölümlerde incelenen kopolimerler silika nanoparçacıklar ile güçlendirilmiş, farklı silika konsantrasyonlarının elde edilen nanokompozitlerin yapı-özellik ilişkileri üzerine etkisi incelenmiştir. Özellikle malzemelerin termal ve mekanik özellikleri üzerine yapılan incelemeler, yüksek performanslı nanokompozit üretiminin söz konusu parametreleri kontrolü ile mümkün olduğunu göstermektedir. Tezin beşinci bölümünde, bir önceki bölümde yapı-özellik ilişkileri incelenen nanokompozitlerde immobilize amorf polimer fazın dinamik camsı geçiş prosesi incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, literatürde dielektrik relaksasyon spektroskopisi ve diferansiyel taramalı kalorimetre cihazları ile aynı malzeme için farklı camsı geçiş sıcaklığı okunmasına ilişkin problemin, bu fazın dinamik camsı geçişi ile ilişkili olduğunu göstermektedir. Tezin altıncı ve son bölümünde ise önceki bölümlerde elde edilen çıktıların yapı-özellik ilişkisi anlamında önemi vurgulanmış ve buradan hareketle yüksek performanslı malzeme üretimi için pratik proses/dizayn reçeteleri hazırlanmıştır. Bu çalışmalar neticesinde elde edilen bilgi birikimi ile yakın gelecekte yapılabilecek farklı uygulamalar özetlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Structure-property relationships of poly(ethylene oxide) (PEO) based poly(urethane-urea) (PU) copolymers and PU-silica nanocomposites form the basis of this thesis work. On this basis, a brief introduction is provided in Chapter 1. In Chapter 2, the effects of PEO soft segment molecular weight (2000, 4600 and 8000 g/mol) and annealing temperature (60 and 100 °C) on the development of polymer morphology and mechanical properties are investigated. Results strongly suggest that both parameters have significant effect on the final morphologies and mechanical properties of the copolymers. In Chapter 3, the effect of PEO soft segment molecular weight on the glass transition, crystallinity, molecular mobility, and segmental dynamics of these copolymers is investigated using modulated differential scanning calorimetry (DSC) and dielectric relaxation spectroscopy (DRS). Results mainly suggest that the soft segment molecular weight also significantly affects the thermal properties and five different relaxation mechanisms of the copolymers. In Chapter 4, structure-property behavior of PU-silica nanocomposites is investigated using several characterization techniques. In particular, thermal and mechanical properties of the samples are evaluated as a function of silica content. Results clearly suggest that the silica nanoparticles significantly tailor the thermal and mechanical properties of the nanocomposites in conjunction with the effect of soft segment molecular weight. In Chapter 5, the dynamic glass transition of the rigid amorphous fraction in PU-silica nanocomposites is demonstrated by several advanced characterization techniques. Results mainly suggest a plausible explanation for the discrepancy between Tg values obtained by dielectric relaxation spectroscopy and differential scanning calorimetry in the literature. It is that DRS results in Tg values taking into account the bound polymer, whereas DSC does not. In Chapter 6, key design principles are summarized to provide a practical guideline for the production of high performance PU copolymers and PU-silica nanocomposites, and a better understanding of their structure-property relationships in accordance with the elaborated investigations presented in Chapter 2, 3, 4 and 5.

Benzer Tezler

  1. Experimental and theoretical approaches in macromolecules design, synthesis, modification and nanosensor applications

    Makromoleküllerin dizayn, sentez ve modifikasyonunda teorik ve deneysel yaklaşımlar ve nanosensör uygulamaları

    MERVE SENEM AVAZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Bilim ve TeknolojiSabancı Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YUSUF ZİYA MENCELOĞLU

  2. Coumarines as masked phenols for amide functional benzoxazines

    Amid fonksiyonlu benzoksazin sentezinde kumarinlerin kullanımı

    BÜŞRA GİZEM KAYA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BARIŞ KIŞKAN

  3. Effect of soft segment structure and molecular weight on the properties of polyether based poly(urethaneurea)s

    Yumuşak kısım kimyasal yapısı ve molekül ağırlığının polieter bazlı poli(üretanüre) kopolimerlerinin özelliklerine etkisi

    SEDEF PIRIL ERTEM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Polimer Bilim ve TeknolojisiKoç Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı

    PROF. DR. İSKENDER YILGÖR

  4. Investigation of the effect of the diisocyanate symmetry and soft segment molecular weight on the structure-property behavior of non-chain extended, segmented polyureas

    Çok kısımlı poliüre kopolimerlerinde diizosiyanat yapısının ve yumuşak kısmı oluşturan oligomerin zincir uzunluğunun yapıya ve fiziksel ve mekanik özelliklere etkisinin incelenmesi

    BORA İNCİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2007

    Polimer Bilim ve TeknolojisiKoç Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. İSKENDER YILGÖR

    ÖĞR.GÖR. EMEL YILGÖR

  5. İyonlaştırıcı radyasyonun farklı ajanlarla kürlenmiş poli(epiklorohidrin-ko-etilen oksit-ko-allil glisidil eter) (GECO) bazlı elastomerlerın enerji sönümleme özellikleri üzerindeki etkisinin araştırılması

    Investigation of the effect of ionizing radiation on the energy-damping properties of poly(epichlorohydrin-co-ethylene oxide-co-allyl glycidyl ether) (GECO) based elastomers cured with different agents

    PELİN TONKA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MURAT ŞEN

    DOÇ. DR. BAĞDAGÜL KARAAĞAÇ