Preparation and utilization of poly(2-ethyl-co-2-alkyl/aryl-2-oxazoline)-imidazole complexes as thermal latent curing agents for one-component epoxy resins
Poli(2-etil-co-2-alkil/aril-2-okzolin)-imidazol komplekslerinin termal geciktirici kürleme ajanları olarak hazırlanması ve tek bileşenli epoksi reçinelerde kullanılması
- Tez No: 692479
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BEKİR DIZMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Mühendislik Bilimleri, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Science and Technology, Engineering Sciences, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
Epoksi reçineler ve geciktirici kürleme ajanlarından oluşan ve kullanıma hazır sistemler olan tek bileşenli epoksi reçineler, geleneksel iki bileşenli epoksi reçinelerin kısa raf ömrü, düşük enerji verimliliği, kontrolsüz kürleme sıcaklıkları, insan hatası riski ve sınırlı proses süreleri ve ölçek boyutları gibi dezavantajlarının üstesinden gelmek için kullanılmaktadır. Geciktirici kürleme ajanının seçimi, tek bileşenli epoksi reçinelerin raf ömrünün uzatılması ve kürlenme davranışının kontrolü açısından çok önemlidir. Şimdiye kadar, tek bileşenli epoksi reçinelerinde termal, foto irradyasyon, ultrasonik irradyasyon ve elektron ışını gibi dış uyaranlarla etkinleştirilebilen geciktirici kürleme ajanları kullanılmıştır. Termal geciktirici kürleme ajanları kullanım kolaylıklarından dolayı tek bileşenli epoksi reçinelerde daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Termal geciktirici kürleme ajanları, (1) yüksek sıcaklıklarda çözünen ve aktif hale gelen kristal ajanların kullanılması veya (2) kürleme ajanlarının yüksek sıcaklıklarda aktive edilebilen konjuge veya kompleks formunun kullanılması olmak üzere iki mekanizmaya dayalı olarak çalışmaktadır. Bu tezde, ikinci mekanizmaya göre çalışan polioksazolin-imidazol kompleksleri hazırlanmış ve tek bileşenli epoksi reçinelerde termal geciktirici kürleme ajanı olarak kullanılmıştır. Termal geciktirici kürleme ajanlarının hazırlanmasında kullanılan polioksazolin kopolimerleri moleküler ağırlık, polidispersite, kompozisyon, yan grup türü ve sayısı, amfifilisite gibi özelliklerinin iyi bir şekilde kontrol edilmesi yönüyle benzersiz ve öngörülebilir özelliklere sahiptir. Bu özellikler tek bileşenli epoksi reçinelerin raf ömrü ve kürlenme davranışının iyileştirilmesi ve optimizasyonunda kullanılmalarını mümkün kılmaktadır. Tezin ilk bölümünde termal geciktirici ajanlar ile polioksazolinlerin önemi ve teknolojinin geldiği son durum tartışılmaktadır. İkinci bölüm polioksazolin kopolimerlerinin sentezi ve karakterizasyonuna odaklanmaktadır. Sentezlenen iki monomer, (2-propil-2-oksazolin ve 2-pentil-2-oksazolin), ve 2-fenil-2-oksazolin farklı kopolimer kompozisyonu ve moleküler ağırlıklara sahip amfifilik yapıda rastgele kopolimerler elde etmek için 2-etil-2-oksazolin ile kopolimerleştirildi. Kopolimerlerin yapısal ve termal karakterizasyonu 1H NMR, FTIR, GPC, TGA ve DSC ile gerçekleştirildi. Üçüncü bölüm tek bileşenli epoksi reçinelerde polioksazolin-imidazol bazlı termal geciktirici kürleme ajanlarının hazırlanması, kullanımı ve kürleme davranışını incelemektedir. Araştırma moleküler ağırlığı 5.000 g/mol olan kopolimerlerin imidazol ile oluşturdukları komplekslerin DGEBA epoksi reçinesinde termal geciktirici kürleme ajanı olarak kullanılmasına ve elde edilen tek bileşenli epoksi reçinelerin kürleme davranışının DSC ile incelenmesine odaklanmıştır. İmidazol içeriği, kopolimer/imidazol oranı, kopolimer bileşimi ve yan grup türü ve sayısının etkileri araştırıldı. Sonuçlar bu sistemlerin kürlemede gecikmeye neden olduğunu ve kopolimer amfifilisitesinin kürleme davranışını etkilediğini ortaya koymuştur. Son bölümde bu tez kapsamında yapılan araştırmaların genel sonuçları yer almaktadır.
Özet (Çeviri)
One-component epoxy resins, which are ready-to-use systems consisting of epoxy resins and latent curing agents, are used to overcome the disadvantages of traditional two-component epoxy resins such as short shelf-life, low energy efficiency, uncontrolled curing temperatures, risk of human errors, and limited process times and batch sizes. The selection of the latent curing agent is very important in terms of extension of the shelf-life and control of the curing behavior of one-component epoxy resins. Up to now, latent curing agents that can be activated by external stimuli such as thermal irradiation, photoirradiation, ultrasonic irradiation, and electron beam have been used in one-component epoxy resins. Thermal latent curing agents have been more widely utilized in one-component epoxy resins due to their ease of use. Thermal latent curing agents work based on two mechanisms of (1) using crystalline agents which dissolve and become activated at elevated temperatures or (2) using the conjugated or complex form of the curing agents that can be activated at high temperatures. In this thesis, polyoxazoline-imidazole complexes that work based on the second mechanism were prepared and utilized as thermal latent curing agents in one-component epoxy resins. The polyoxazoline copolymers used in the construction of thermal latent curing agents have unique and predictable properties including the precise control of the molecular weight, polydispersity, composition, and pendant group type and number, and amphiphilicity, which can be utilized towards the improvement and optimization of the shelf-life and curing behavior of one-component epoxy resins. The first chapter of the thesis discusses the importance and state-of-the-art of the thermal latent agents and polyoxazolines. The second chapter focuses on the synthesis and characterization of the polyoxazoline copolymers. Two synthesized monomers namely, 2-propyl-2-oxazoline and 2-pentyl-2-oxazoline along with 2-phenyl-2-oxazoline were copolymerized with 2-ethyl-2-oxazoline to obtain amphiphilic random copolymers with varying compositions and molecular weights. The structural and thermal characterizations of the copolymers were performed by 1H NMR, FTIR, GPC, TGA, and DSC. The third chapter discusses the preparation, utilization, and curing behavior of the polyoxazoline-imidazole based thermal latent curing agents in one-component epoxy resins. The research focused on the use of complexes formed by copolymers with a molecular weight of 5,000 g/mol and imidazole as thermal latent curing agents in DGEBA epoxy resin and investigation of the curing behavior of the obtained one-component epoxy resins by DSC. The effects of imidazole content, copolymer/imidazole ratio, copolymer composition, and pendant group type and number were investigated. The results revealed that these systems cause latency in curing and the amphiphilicity of the copolymer affects the curing behavior. In the last chapter, the general results of the research conducted within the scope of this thesis are presented.
Benzer Tezler
- Preparation and utilization of poly(2-alkyl/aryl-2-oxazoline)-imidazole complexes as thermal latent curing agents for one-component epoxy resins
Poli(2-alkil/aril-2-okzolin)-imidazol komplekslerinin termal geciktirici kürleme ajanları olarak hazırlanması ve tek bileşenli epoksi reçinelerde kullanılması
ASU ECE ATEŞPARE
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
KimyaSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BEKİR DIZMAN
- Preparation and utilization of Poly(2-Alkyl/Aryl-2-Oxazoline)-polyethyleneimine copolymers as thermal latent curing agents for one-component epoxy resins
Poli(2-Alkil/Aril-2-Oksazolin)-polietilenimin kopolimerlerinin termal geciktirici kürleme ajanları olarak hazırlanması ve tek bileşenli epoksi reçinelerde kullanılması
SAEED SALAMATGHARAMALEKİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
KimyaSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BEKİR DIZMAN
- Preparation, characterization and utilization of palladium doped pan-based activated carbon fibers
Paladyum yüklü aktifleştirilmiş karbon fiberlerin hazırlanması, karakterizasyonu ve kullanımı
SERKAN BAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. YUDA YÜRÜM
- Atık polietilentereftalattan özel blok kopolimerler ve çevre dostu alkid reçine üretimi
Production of special block copolymers and environmental friendly alkyd resins from PET wastes
OĞUZ MECİT
- Yeni nesil fonksiyonel kopolimer-raft ajan/organo-silikat nanoyapılarının sentezi ve karakterizasyonu
The synthesis and characterization of novel functional copolymer-raft agent/organo-silicate nanostructures
ABDULLAH ERNUR SÖYLEMEZ
Doktora
Türkçe
2017
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE GÜNAY KİBARER