Synthesis and characterization of branched, functional polyurethane dispersions as a technology platform for self-crosslinking textile coatings
Kendiliğinden çapraz bağlanan tekstil kaplamaları için bir teknoloji platformu olarak dallanmış, fonksiyonel poliüretan dispersiyonlarının sentezi ve karakterizasyonu
- Tez No: 478670
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SERKAN ÜNAL, PROF. DR. YUSUF ZİYA MENCELOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Tekstil ve Tekstil Mühendisliği, Chemistry, Polymer Science and Technology, Textile and Textile Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Su bazlı poliüretan dispersiyonları, son yıllarda yüksek performansı ve sıfıra yakın uçucu organik içerik (VOC) nedeniyle ileri kaplama ve yapışkan uygulamalar için çevre dostu materyaller pazarında giderek önem kazanmaktadır. Poliüretanların çok yönlü kimyası, geniş uygulama yelpazesi için yüksek performanslı kaplama, yapışkan veya elastomerik malzemeler tasarlanmasına olanak tanısa da, lineer poliüretanlar için mevcut sentetik yollar, polimer omurgasında kimyasal fonksiyonel grupların eklenmesinde bir takım sınırlamalara sahiptir. Bu çalışma çok sayıda fonksiyonel uç grup barındıran su bazlı, dallanmış poliüretanların oligomerik A₂ + B₃ metodolojisi ile sentezlenmesi ve karakterize edilmesi üzerinde yoğunlaşmıştır. Nihai ürünler su bazlı olmalarından dolayı kullanıcı ve çevre dostuyken fonksiyonel uç gruplarının varlığı onları çeşitli yüzeyler, özellikle de tekstil yüzeyleri, için uygun kaplama ve yapışkan malzemeleri yapmaktadır. Bu tezde, tek bileşenli ve kendinden çapraz bağlanabilir veya iki bileşenli, amino veya silan fonksiyonelitesine sahip su bazlı poliüretanlar sentezlenmiş ve silan sistemleri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Dallanma derecesi, yumuşak segmentin yapısı ve uç gruplarının kimyasal yapısının bu dispersiyonlardan elde edilen elastomerik filmlerin dağılım özellikleri ve termo-mekanik özellikleri üzerine, dallanma derecesi, yumuşak segmentin yapısı ve uç gruplarının kimyasal yapısının etkileri sistematik olarak araştırılmıştır. A2: B3 oranının düşürülmesi, bunu takiben silan işlevselleştirmesi ve kendi çapraz bağlanması, daha yüksek çapraz bağlanma yoğunluğundan dolayı sert filmler ve kaplamalar ile sonuçlanmıştır. Öte yandan, amino-fonksiyonlu PU'ların suda çözünebilir poliizosiyanat bileşikleriyle iki bileşenli su bazlı bir sistemde çapraz bağlanması, suda çözünebilir poliizosiyanat bileşenleri tarafından kontrol edilen çapraz bağlanma derecesinin bir fonksiyonu olarak iyileştirilmiş mekanik ve termal özelliklere neden olmuştur. Dallanmış, işlevsel PU dispersiyonlarının ve filmlerinin sentezi ve karakterizasyonu üzerine, saf yün ve yün / polyester karışımlı kumaşlar, kumaşların kırışmazlık özelliğini iyileştirmek amacıyla seçilen PU dispersiyonlarıyla kaplanmıştır. Saf yün yüzeylerinde üre, silan ve amino işlevsel grupları içeren dallı PU dispersiyonlarında yarım puan iyileşme sağlanırken, yün / polyester karışım kumaşlarının kırışıklık direnci, kendiliğinden çapraz bağlanan ve iki komponentli PU kaplamaları ile polyester içeren yün kumaşın polyester bazlı PU omurgasına uygunluğu. daha iyi olduğu için en az bir puan geliştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
Waterborne polyurethane dispersion technology has been increasingly becoming significant in the market of environmentally friendly materials for advanced coating and adhesive applications due to their high performance and zero or near zero volatile organic content (VOC) in recent decades. Although the versatile chemistry of polyurethanes enables one to design high performance coating, adhesive or elastomeric materials for a wide range of applications, current synthetic routes for linear polyurethanes have limitations in the introduction of chemical functional groups on the polymer backbone. The present study focuses on the synthesis and characterization of waterborne, branched polyurethanes with a multitude of functional end-groups via the oligomeric A₂ + B₃ methodology. While the waterborne nature of final products makes them user and environmentally friendly, the presence of functional end-groups makes them suitable coating and adhesive materials for a variety of surfaces, specifically textiles. In this thesis, one-component and self-crosslinking, or two-component, amino- or silane functional polyurethane dispersions were synthesized and examined in detail. The influence of the degree of branching, nature of the soft segment and chemical structure of end-groups on the dispersion properties and thermo-mechanical properties of elastomeric films obtained from these dispersions was investigated systematically. Decreasing the A2:B3 ratio followed by silane functionalization and self-crosslinking resulted in stiffer films and coatings, due to higher crosslinking density. On the other hand, crosslinking of amino-functional PUs with water dispersible polyisocyanate compounds in a two-component waterborne system resulted in enhanced mechanical and thermal properties as a function of the degree of cross-linking controlled by the water dispersible polyisocyanate content. Upon the synthesis and characterization of branched, functional PU dispersions and films, pure wool and wool/polyester blend fabrics were coated with selected PU dispersions in an attempt to improve wrinkle recovery of fabrics. While half grade improvement was achieved with branched PU dispersions containing urea, silane and amino functionalities on pure wool surfaces, wrinkle resistance of wool/polyester blend fabrics was improved at least one grade with both self-crosslinking and two-component PU coatings due to better compatibility of polyester containing wool fabric with polyester-based PU backbone.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of self-crosslinking polyurethanes and their waterborne dispersions
Kendiliğinden çapraz bağlanan poliüretanların sentezi, karakterizasyonu ve su bazlı dispersiyonları
ATEFEH KHORSAND KHEIRABAD
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Assist. Prof. SERKAN ÜNAL
- Synthesis of waterborne, branched, functional poly(urethane)s and their applications
Su bazlı, dallanmış, fonksiyonel poliüretanların sentezlenmesi ve uygulamaları
NİHAN ONGUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FEVZİ ÇAKMAK CEBECİ
YRD. DOÇ. DR. SERKAN ÜNAL
- Synthesis and characterization of phosphine oxide and sulfone containing polyurethanes
Fosfin oksit ve sülfon içeren poliüretanların sentezi ve karakterizasyonu
BETÜL TÜREL
Doktora
İngilizce
2013
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI
- Synthesis and characterization of highly branched, functional poly(arylene ether sulfone)s for water purification membranes
Su arıtma membranları için yüksek dallanmış, fonksiyonel poli(arilen eter sülfon)ların sentezi ve karakterizasyonu
EMİNE BİLLUR SEVİNİŞ ÖZBULUT
Doktora
İngilizce
2020
KimyaSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN ÜNAL
PROF. DR. YUSUF ZİYA MENCELOĞLU
- Synthesis and characterization of bromo-functional hyperbranched polymers by self condensing vinyl polymerization under visible light and their modifications
Görünür bölgede yapıda yoğuşan radikalik vinil polimerizasyonu ile brom fonksiyonlu çok dallanmış polimer sentezi ve modifikasyonları
SEMİHA BEKTAŞ BOZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAĞCI