Polimerik nanokompozit hazırlama ve karakterize edilmesi
Polymeric nanocomposite preparation and characterization
- Tez No: 564523
- Danışmanlar: PROF. DR. HALUK AYDIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dicle Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
Nanokompozit malzemeler üstün termal, mekanik, reolojik, optik ve elektronik özelliklerinden dolayı her geçen zaman oldukça kullanılan ve merak uyandıran bir alan haline gelmiştir. Elde etmesi ucuz ve kolay olduğundan otomotiv, biyomedikal, paketleme ve en çok da plastik sanayi gibi en önemli kullanım alanlarında popüler bir malzemedir. Genel bir tanımlamayla iki yada ikiden fazla malzemenin istenilen özelliklerini ortaya çıkarmak veya iyileştirmek için ya da spesifik bir özellik meydana getirmek için makro veya mikro seviyede heterojen olarak bir araya getirilerek elde edilen materyale kompozit malzeme denir. Nanokompozitler ise bir polimer düzeninin içinde dağılmış bir boyutu en az 100 nm'den küçük parçacık ihtiva eden kompozit malzemelerdir. Polimerik nanokompozit hazırlanmasında birçok yöntem geliştirilmiştir. Genel kabul gören birkaçı ise; tabakalı killer eşliğinde yapılan yerinde polimerizasyon (ın-stu), çözeltide harmanlama ve eriyikle harmanlama metotlarıdır. Yerine polimerizasyon yöntemi ile polimerik nanokompozit hazırlama polimer zincirinin büyütülmesi ile kil tabakalarının açılarak dağıtılmasına dayanır. Bu metotta ilk olarak nanokiller monomer çözeltisi ile karıştırılır daha sonra ısı ve başlatıcı etkisiyle polimerizasyon işlemi başlatılır. Tabakalar arasında büyüyen polimer zinciri sayesinde tabakalar arası mesafe açılır ve tabakalar polimer matris içerisinde böylelikle daha iyi, rastgele bir dağılım sağlar. Bu tez çalışmasında yaygın olarak kullanılan bir polimer olan polipirol ve killerin kompozitleri elde edilmiş ve karakterizasyonu yapılmıştır. Kompozit sentezi şu üç aşamada gerçekleştirilmiştir; kilin saflaştırılması, organokil sentezi ve nanokompozit sentezi. Na-MMT kili 120°C'de kurutularak saflaştırılmıştır. Organokil sentezinde; 1-etil-3-metil imidazolyum tetrafloroborat ve 1-hegzil-3-metil imidazolyum tetrafloroborat olmak üzere iki tür iyonik sıvı kullanılmıştır. Nanokompozit sentezi yerinde (ın-stu) polimerizasyon yöntemiyle yapılmıştır. Sentezlenen nanokompozitler FT-IR ve SEM analizleri ile karakterize edildi. Ayrıca tabakalar arası mesafeleri X ışını kırınımı (XRD) ile, termal bozunmaları TG-DTA analiziyle belirlendi. Yapılan analizler sonucunda IL-2 iyonik sıvısının uzun zincirli olmasından kaynaklı beklenildiği gibi tabakalar arası mesafeyi attırmada ciddi etkisinin olduğunu lakin sıcaklık değişkeninin tabakalar arası mesafeyi arttırmada hatırı sayılır bir etkisinin olmadığı görüldü. TGA analizlerinde iyonik sıvılarla modifiye edilmiş kompozitlerin sıcaklık direncinin arttığını fakat bunun yanında farklı sıcaklık koşullarının ise pek bir etkisinin olmadığı kanaatine varıldı.
Özet (Çeviri)
Nanocomposite materials have become a highly used and intriguing area due to their superior thermal, mechanical, rheological, optical and electronic properties. Due to the fact that it is cheap and easy to obtain, it is a popular material in the most important usage area such as automotive, biomedical, packaging and most of all in the plastics industry. With general description, the material obtained by combining it heterogeneously at the macro or micro level to reveal or improve the good properties of two or more materials or to produce a new property is called composite material. Nanocomposites are composite materials containing particles having at least one dimension less than 100 nm dispersed in a polymer matrix. Many methods have been developed in the preparation of polymeric nanocomposites. Few generally accepted methods are situ polymerization (in-stu), blending in solution and melt blending. Polymeric nanocomposite preparation by situ(in-stu) polymerization is based on expanding the polymer chain and opening and dispersing the clay layers. In the process, first the nanoclays are mixed with the monomer solution, then the polymerization process is initiated by the effect of heat and initiator. Thanks to the polymer chain growing between the layers, the spacing between the layers is opened and the layers thus providing a better, random distribution within the polymer matrix. In this thesis, composites of polypyrrole and clays, which are widely used, were synthesized and characterized. Composite synthesis; The synthesis. of composite was carried out in three stages: purification of the clay, organoclay synthesis and nanocomposite synthesis. Na-MMT clay was purified by being dried at 120 ° C.In organokil synthesis; Two types of ionic liquids were used, 1-ethyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate and 1-hexyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate. Nanocomposite synthesis was carried out by in-stu polymerization. The obtained nanocomposites were characterized by FT-IR and SEM analyzes. Furthermore, inter-layer distances were determined by X-ray diffraction (XRD) and thermal degradation was determined by TG-DTA analysis. As an outcome of the analyzes, it was observed that IL-2 ionic fluid had a significant effect on increasing inter-layer distance as expected due to its long chain, but temperature variable had no significant effect on increasing inter-layer distance. In TGA analysis, it was concluded that the temperature resistance of the composites modified with ionic liquids increased yet different temperature conditions had no effect.
Benzer Tezler
- Preparation and characterization of polypropylene nanocomposite materials reinforced with cellulose nano whiskers by solvent casting
Selüloz nano parçacıklarıyla güçlendirilmiş polipropilen nanokompozit malzemelerin solvent casting metodu ile hazırlanması ve analizi
ELİF RAFİYE BAHAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. AYŞEN ÖNEN
PROF. DR. NURAY UÇAR
- Preparation and characterization of polyurethane micro and nanocomposites
Poliüretan mikro ve nanokompozitlerinin hazırlanması ve karakterize edilmesi
MEHMET ÖZGÜR SEYDİBEYOĞLU
Doktora
İngilizce
2007
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER
- Synthesis & characterization of boron nitride nanostructures and application in nanocomposites
Bor nitrür nano yapıların sentezlenmesi, karakterizasyonu ve bu yapıların nano kompozit uygulamalarında kullanılması
AYŞEMİN TOP
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURİ SOLAK
YRD. DOÇ. DR. HÜLYA CEBECİ
- Polistiren/çinko oksit nanokompozit sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of polystyrene/zinc oxide nanocomposites
DİLEK KOÇ ARPACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYLA ALTINTEN
- Fabrication and characterization of nanocomposite thin films for dielectric applications
Dieleltrik uygulamalar için nanokompozit ince filmlerin üretimi ve karakterizastyonu
SERDAR GÜLTEKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Bilim ve TeknolojiDokuz Eylül ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDAL ÇELİK