Microfluidic synthesis of polyhedral oligomeric silsesquioxane (poss) based organic-inorganic hybrid microparticles
Mikro akışkan sistem kullanılarak polyhedral oligomeric silsesquioxane (poss) tabanlı organik-inorganik parçacık sentezi
- Tez No: 595795
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BARBAROS ÇETİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Mikroakışkan sistemlerin diferansiyel hacimde kullanım, kontrollü reaksiyon ortamı, gelişmiş karışım performansı, daha az zamanda reaksiyon tamamlama gibi avantajları olduğundan, birçok alanda olduğu gibi kimya alanında da kullanılan araçları etkilemesi kaçınılmazdır. Bu doğrultudaki gelişmeler, mikroakışkan reaktörleri mikropartikül sentez araçları arasında daha popüler hale getirmiştir. Bu tez, dispersiyon ve emülsiyon polimerizasyon yöntemleri kullanılarak organik ve inorganik hibrit mikropartiküllere dayanan, organosilika nano kafes yapılarının yani çok yüzlü oligomerik silseskioksan (POSS) partiküllerinin sentezini sunmaktadır. İlk olarak, POSS mikropartikülleri, ısıtıcı üzerinde sürekli akış mikroreaktörü ve çift bölgeli sıcaklık kontrollü, gömülü ince film elektrota sahip sürekli akış mikroreaktörü kullanılarak dispersiyon polimerizasyonu yöntemi ile sentezlenmiştir. Mikro reaktörlerde sentezlenen mikropartiküller morfoloji, termal davranış ve yüzey kimyasal yapısı açısından incelenmiştir. Akış hızı, başlatıcı miktarı ve dengeleyici miktarı gibi farklı parametrelerin etkileri gömülü elektrotlu mikroakışkan reaktöründe çalışılmıştır. Ek olarak, geleneksel sentez teknikleri ile konvansiyonel reaktörler kullanılarak polimerizasyon gerçekleştirilmeye çalışılmış ancak mikropartikül oluşumu yerine, nano kümeler elde edilmiştir. İkinci olarak, gömülü ince film elektrotlu mikroakışkan reaktöründe, epoksi fonksiyonel-POSS mikropartikülleri emülsiyon polimerizasyonu yöntemi ile sentezlenmiştir. Mikroakışkan reaktöründeki ısıtıcı Comsol Multiphysics'te tasarlanmış ve homojen sıcaklık dağılımının sağlandığı görülmüştür. Akış hızı, sıcaklık ve monomerlerin konsantrasyonunun etkileri sunulmuştur. Ayrıca, yağ banyosuna batırılmış elektrotlar bulunmayan aynı mikroakışkan reaktörü kullanılarak polimerizasyon gerçekleştirilmiş ve elde edilen parçacıkların karakterizyonlarının sonuçları raporlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Utilizing microfluidic systems inevitably changes tools used in chemistry due to advantages such as handling differential volume, controlled reaction environment, enhanced mixing performance, less time required to complete reaction. Hence microfluidic reactors become more popular among microparticle synthesis tools. This research work presents synthesis of organosilica nano-cage structures, namely Polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) particles, based on organicinorganic hybrid microparticles by utilizing dispersion and emulsion polymerization methods. Firstly, poly(M-POSS) microparticles are synthesized via dispersion polymerization method by using continuous flow microreactors, one of which is operated on a hot plate and the other one has temperature controlled dual zone with embedded electrodes. Synthesized microparticles in microreactors are characterized in terms of morphology, thermal behavior and surface chemical structure. Effects of different parameters such as monomer, initiator and stabilizer amount are presented. Secondly, in a temperature controlled continuous flow microfluidic reactor with embedded thin fi lm electrode, epoxy functional-POSS microparticles have been synthesized via emulsion polymerization method. Heater for the microfluidic reactor is designed by COMSOL Multiphysics and manufactured in cleanroom to achieve homogeneous temperature distribution. Effects of flow rate, temperature and concentration of monomers are presented. In addition, same microfluidic reactor without electrodes immersed in oil bath and polymerization is observed and results are compared with the electrode integrated reactor.
Benzer Tezler
- Design of a droplet-based microfluidic system for hybrid polymer nanoparticle synthesis
Hibrit polimer nanoparçacık sentezi için damlacık temelli mikroakışkan sistem tasarımı
OSMAN BERKAY ŞAHİNOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMİNE YEGAN ERDEM
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜNEŞ KİBAR
- Dynamic behavior of continuous flow stirred slurry reactors in boric acid production
Borik asit üretiminde kullanılan sürekli akışlı karıştırmalı çamur reaktörlerinin dinamik davranışı
GAYE YÜCEL ÇAKAL
Doktora
İngilizce
2004
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İNCİ EROĞLU
- Variable capacitor based mechanical energy-to-electrical energy converter
Ortamdaki mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren kapasitör tabanlı devre tasarımı
ELİF AYDOĞDU
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAH ATALAR
PROF. DR. ERGİN ATALAR
- Sıvı mermer damlasının florlu polimerlerden kaplama yöntemi ile sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of liquid marbles from fluorine containing polymers by coating method and investigation of their properties
AYŞEN YÜKSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
KimyaGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ YILDIRIM ERBİL
- Microfluidics for plasmonic sensors
Plazmonik sensörler için mikroakışkanlar
YAVUZ NURİ ERTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
YRD. DOÇ. DR. MEHMET BAYINDIR