Synthesis and characterization of urethane based liquid crystal materials
Üretan bazlı sıvı kristal malzemelerin sentezi ve karakterizasyonu
- Tez No: 510188
- Danışmanlar: PROF. DR. BAHİRE FİLİZ ŞENKAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
Sıvı kristal polimerler, genellikle katı mezojenler ile polimer omurgalarının esnek bağlantılar aracılığıyla kovalent bağlanmasıyla sentezlenir. Yan zincir sıvı kristalin polimerler (SCLCP'ler), düşük molar kütleli sıvı kristallerin ve polimerlerin özelliklerini birleştirirler. SCLCP'ler, ilgi çekici elektriksel ve optik özelliklere sahip olduklarından, çoğunlukla yoğun araştırmanın hedefi olmuşlardır. Bu özellikler sayesinde, doğrusal olmayan optiklerde ve mikroelektronik cihazlarda kullanılabilirler. Maddenin eşsiz bir hali olan sıvı kristaller, dijital göstergeler, sensörler, LCD ekranlar gibi çok geniş bir uygulama alanına sahiptirler. Bu tezde, üretan bileşikleri ve bunların hidrojen bağlı sıvı kristal polimerleri sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir. Önce, polietilen glikol 500 monometil eter (PEG 500) butil izosiyanat (BI) ve toluen diizosiyanat (TDI) ile ayrı ayrı reaksiyona sokulmuştur. Ayrıca dietilenglikolmonometileter (DEGME) de BI ve TDI ile reaksiyona sokulmuştur. Üretan yan zincir sıvı kristal polimerler, molekül içi hidrojen bağlama konsepti kullanılarak hazırlanmıştır. Bu amaçla, H-bağlanmış kristal polimer, üretan bileşiklerinin H-bağ donörleri ile reaksiyona sokulması ile sentezlenmiştir. Hidrojen Bağı Donörlerinin Sentezi: 11-(4-Siyanobifenil-4'-oksi) undekan-1-ol (LC11) sentezlenmiştir. LC11 yapısı, FT-IR ve 1H-NMR spektropi yöntemleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Üretan Bazlı Malzemelerin Sentezi: Üretan esaslı polimerler hidrojen bağı alıcıları olarak, LC11 ise hidrojen bağ donörü olarak kullanılmıştır ve buna göre hidrojen bağlı sıvı kristal polimerler sentezlenmiştir. Polimerin amin azotu ve hidrojen donörlerinin hidroksil grupları arasındaki moleküller arası H-bağlaması, sıvı kristal polimerlerin yapısını oluşturmuştur. Hidrojen bağlı üretan bazlı polimerlerin karakterizasyonu için FT-IR (Fourier Transform Infra Red) spektroskopisi, DSC (Differantial Scanning Calorimetry) ve POM (Polarized Optic Microscope) yöntemleri kullanılmıştır. Hidrojen bağı donörleri ve alıcıları, molekül içi hidrojen bağını tercih ederek, polimerlerin FT-IR spektrumlarına göre 3200-3500 cm-1 aralığında hafifçe genişlemiş O-H gerilim bandı göstermişlerdir. Hidrojen bağlı sıvı kristal polimerlerin faz davranışları, DSC ve POM yöntemleri kullanılarak incelenmiştir. DSC termogramları ikinci ısıtma devrelerinde elde edilmiştir. Numuneler N2 atmosferi altında 10 °C/dakika tarama oranı ile ısıtılmıştır. POM (X200) analizi de DSC sonuçlarını ve faz geçişlerini doğrulamıştır.
Özet (Çeviri)
Liquid crystalline polymers are usually synthesized by covalent linking of rigid mesogens and polymer backbones via flexible spacers. Side chain liquid crystalline polymers (SCLCPs) integrates low-molar mass liquid crystals and polymers' one of a kind characteristics. Since SCLCPs have appealing electrical and optical characteristics, they have been the object of intense researching mostly. Among these features they can be used in microelectronic devices in range of date storage and nonlinear optics. Liquid crystals which are the unique state of matter have a wide application area such as digital displays, sensors and LCD screens. In this thesis, urethane compounds and their hydrogen bonded liquid crystal polymers were synthesized and optoelectronic properties are characterized. First, Polyethylene glycol 500 monomethyl ether (PEG 500) was reacted with butyl isocyanate (BI) and toluene diisocyanate (TDI) separately. Also, diethyleneglycol monomethyl ether (DEGME) was reacted with butyl isocyanate and toluene diisocyanate. Urethane based liquid crystalline polymers were prepared by using intermolecular hydrogen bonding concept. For this aim, hydrogen-bonded crystalline polymer was synthesized reacting urethane compounds with H-bond donors. Synthesis of Hydrogen Bond Donors: 11-(4-Cyanobiphenyl-4'-oxy) undecan-1-ol (LC11) was synthesized as a bond donor. The structure of the LC11 was characterized by FT-IR and 1H-NMR spectroscopy. Preparation of urethane based liquid crystalline polymers: Urethane based polymers were engaged as hydrogen bond acceptors and LC11 was employed as a hydrogen bond donor to yield hydrogen bonded PEG based liquid crystalline mesogen. Intermolecular H-bonding between nitrogen of amine of the polymer and hydroxyl groups of the hydrogen donors formed the structure of the side chain liquid crystalline polymers. In characterization of hydrogen bonded urethane based polymers FT-IR (Fourier Transform Infra Red) spectroscopy, DSC (Differantial Scanning Calorimetry) and POM (Polarized Optic Microscope) methods were used. Hydrogen bonding donors and acceptors are positioned that intramolecular hydrogen bonding is favorable, displaying slightly broadened O-H stretching absorption band in the range of 3200 to 3500 cm-1, according to FT-IR spectra of the polymers. The phase behavior of all the hydrogen bonded liquid crystalline polymers was studied using a combination of DSC and POM methods. DSC thermograms were obtained in second heating cycles. The samples were heated with a 10°C/min scan rate in an N2 atmosphere. POM (X200) analysis also confirmed DSC results along with the results of phase transitions.
Benzer Tezler
- UV ışınları ile sertleşebilen polimerik kaplamaların hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of UV-cured polymeric coatings
TÜLAY YILMAZ İNAN
- Synthesis and characterization of polyurea formaldehydemicrocapsules filled with tung oil for preparation ofcomposite polylactic acid film for self healing applications
Kendini onarabilen polilaktik asit kompozit filmerindekullanılmak üzere tung yağı katklı poliüre formaldehitmikrokapsüllerinin sentezlenmesi ve karakterize edilmesi
GİZEM SEMRA ARITÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OZAN SANLI ŞENTÜRK
- UV-ışınları ile sertleştirilen polimerik filmlerin hazırlanması, karakterizasyonu ve uygulama alanları
The Preparation, the characterization, and various applications of UV-cured polymeric films
ATTİLA GÜNGÖR
- Synthesis and characterization of organic-inorganic hybrid materials
Organik-inorganik hibrit malzemelerin sentezi ve karakterizasyonu
MÜFİDE DURİYE KARAHASANOĞLU
Doktora
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI
- Biyobazlı kendiliğinden çapraz bağlanabilen fonksiyonel polimerik malzemelerin geliştirilmesi
Development of bio-based self-crosslinkable functional polymeric materials
İLKAY GÜNEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
KimyaMarmara ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BURCU OKTAY