Adsorption of branched polymer chains onto solid substrates
Dallanmış polimer zincirlerinin katı alttaş yüzeyine geri dönüşümsüz adsorpsiyonu
- Tez No: 605137
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BÜLENT AKGÜN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 95
Özet
İnce polimer filmler fotovoltaik malzemeler, biyomedikal kaplamalar, nanolitografi ve benzeri birçok uygulamada kullanılmaktadır. Filmler hazırlanma sürecinde iken oluşan artık stres ve uzaklaştırılamayan çözücüden kurtulmak için gerçekleştirilen tavlama işlemi bazı polimer zincirleri yüzeye tersinmez olarak adsorbe olmasına ve fiziksel özelliklerin yığın halindeki değerlerinden sapmasına sebep olur. Şimdiye dek yapılan çalışmalarda entalpik etkinin kuvveti değiştirilmiştir. Her bir segment alttaş ile etkileştiğinde polimer zincirleri alttaşa daha fazla mıhlanmakta ve bu sebeple de konformasyonel entropi azalarak adzorplanmaya karşı bir etki oluşturmaktadır. Bu çalışmada polimer mimarisi sistematik olarak değiştirilerek entropik kaybın adsorbe tabakanın oluşum kinetiği ve yapısını nasıl etkilediği elipsometre, X-ışınları yansıma, ve atomik kuvvet mikroskopu kullanılarak belirlenmiştir. Benzer toplam moleküler ağırlığa sahip lineer polistiren (PS), 4-kollu yıldız PS, tarak PS ve sentiped PS zincirleri hidrofilik SiOx ve hidrofobik SiH yüzeyine adsorbe edilerek polimer mimarisinin adsorbe zincir tabakasına etkileri kısa ve uzun yıkama süreçleri için belirlenmiştir. Dallanma arttıkça normalize tabaka kalınlığının her iki alttaş yüzeyinde de artması entalpik katkı sabit olduğundan entropik kayıptaki farklara bağlanmıştır. Dallanmış polimerler lineer zincirlere göre yığın halinde daha az konformasyonel entropiye sahip olduğu için kayıpları daha az olmuştur. Tüm polimerler hidrofobik SiH yüzeyinde hidrofilik SiOx yüzeyine göre daha kalın tabakaları daha kısa sürelerde oluşturmuştur. SiH üzerinde adsorbe olmuş tarak PS zincirleri hariç, tüm adsorbe tabakalar yığın yoğunluğuna sahip tek bir tabaka ile modellenmiştir. Toluen'in literatürde belirtilenin aksine adsorbe olmamış zincirleri uzaklaştırmak için kloroformdan daha iyi bir çözücü olduğu tespit edilmiştir. Bu bulguların ışığında dallanma yani sadece entropik faktörler kullanılarak adsorbe tabakanın oluşumunun kontrol edilebileceği ilk defa bu çalışmada gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Polymer thin films have a wide range of applications in photovoltaic materials, biomedical coatings, and nanolithography. Thin films are prepared using either solution or melt deposition techniques in which residual stresses are formed during the deposition. Annealing process above glass transition temperature (Tg) of polymers to remove the residual solvent whereas some of the polymer chains to adsorb onto the surface. Presence of adsorbed polymer layer in thin films cause deviations from bulk behavior in physical properties. In earlier studies, segment-substrate interactions are varied to manipulate the enthalpic effect which in general favors adsorption. When each segment pins to the substrate, polymer chains lose conformational entropy which works against adsorption. In this study, we have elucidated the role of entropic effect by varying the polymer architecture on the structure and growth kinetics of adsorbed layer by ellipsometry, X-ray reflectivity, and atomic force microscopy. Linear polystyrene (PS), 4-arm star PS, comb PS, and centipede PS of similar total molecular weight are used on hydrophilic SiOx and hydrophobic SiH to determine the effect of architecture on adsorption. Quality of the leaching solvent is also investigated for short and long leaching times. Our results demonstrate that the normalized layer thickness increases as the branching increases. Centipede PS always adsorb to give the thickest layers, whereas linear PS forms the thinnest adsorbed layers. For all the polymers since the enthalpic interactions are the same, the difference is the result of a reduction in the entropic loss for more branched architectures. All polymers yield thicker adsorbed layers on SiH surfaces than on SiOx surfaces due to stronger segment-substrate interactions. Toluene is found to be a better solvent for leaching than chloroform despite the opposite claims in the literature. For the first time, we have shown that just modifying the entropic contribution through polymer architecture opens up a new path to control the formation of adsorbed polymer layers.
Benzer Tezler
- Synthesis and applications of amphiphilic graft copolymers
Amfifilik aşı kopolimerlerin sentezi ve uygulamaları
GÖZDE AKTAŞ EKEN
Doktora
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN HAYRİ ACAR
- Çeşitli adsorbanlarla fosfat giderilmesi
Başlık çevirisi yok
YEŞİM BAŞURAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. NURSAN İPEKOĞLU
- Ammonium salt catalyzed ring opening polymerization of 1,3-benzoxazi̇nes
Amonyum tuzları katalizörlüğünde 1,3-benzoksazinlerin halk açılma polimerizasyonu
AZRA KOCAARSLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAĞCI
- Fiziksel ve kimyasal çapraz bağlı DNA hidrojellerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of physical and chemical DNA hydrogels
HÜSNİYE ÇAKMAK