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
- Tez No: 478639
- Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ZİYA MENCELOĞLU, PROF. DR. İSKENDER YILGÖR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Mühendislik Bilimleri, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Science and Technology, Engineering Sciences, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- 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
2017
Bilim ve TeknolojiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ZİYA MENCELOĞLU
- Coumarines as masked phenols for amide functional benzoxazines
Amid fonksiyonlu benzoksazin sentezinde kumarinlerin kullanımı
BÜŞRA GİZEM KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ KIŞKAN
- 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
2011
Polimer Bilim ve TeknolojisiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
PROF. DR. İSKENDER YILGÖR
- 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
2007
Polimer Bilim ve TeknolojisiKoç ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. İSKENDER YILGÖR
ÖĞR.GÖR. EMEL YILGÖR
- 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
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT ŞEN
DOÇ. DR. BAĞDAGÜL KARAAĞAÇ