Kendi kendini onarabilen polimerler
Self-healing polymers
- Tez No: 847585
- Danışmanlar: PROF. DR. ÖMER ANDAÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemistry, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ondokuz Mayıs Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 115
Özet
Elastomerler sahip oldukları eşsiz özellikler nedeniyle endüstride bir çok alanda kullanılıyor olmalarına karşın yapılarındaki kuvvetli kovalent bağlar nedeniyle geri dönüşüme uygun değillerdir. Bu nedenle kullanım ömrünü tamamlayan elastomerler atık olmakta ve çevre kirliliğine yol açmaktadırlar. Bu noktada kendi kendini onarabilen polimerler uzun kullanım ömürleri ile hem ekonomik hem de çevre kirliliğini azaltmalarından dolayı son yıllarda büyük önem kazanmışlardır. Bu çalışmada dinamik koordine kovalent bağlar kullanılarak kendi kendini onarabilen ve geri dönüştürülebilir silikon elastomerler sentezlenmiştir. Sentezlenen elastomerlerin kendi kendini onarabilen ve geri dönüştürülebilen sualtı yapışkan malzeme olarak kullanım performansı incelenmiştir. Metal-ligand bağ türünün polimer özellikleri üzerindeki etkisini araştırmak için farklı metal- ligand koordinasyonları kullanılmıştır. Sentezlenen silikon elastomerlerin kendi kendini onarma performansları mekanik test cihazı kullanılarak belirlenmiştir. Elastomerlerin kimyasal yapı analizleri UV-Vis spektroskopisi ve FT-IR spektroskopisi, termal özellikleri TGA, dinamik mekanik özellikleri DMA ve reolojik özellikleri MDR cihazı kullanılarak incelenmiştir. Ayrıca metal- ligand bağının bağ enerjisi kuantum mekaniksel yöntemler ile hesaplanmış ve bağ enerjisi ile polimer özelliklikleri arasındaki ilişki incelenmiştir. Elastomerlerin sualtı yapışkanlık kuvvetleri mekanik test cihazı ve el yapımı test düzeneği kullanılarak ölçülmüştür. Nikel koordinasyonu ile iyi onarma, geri dönüşüm ve tersinir su altı yapışması elde edilmiştir. QTNi, cam, ahşap, çelik, alüminyum ve teflon gibi çeşitli yüzeylerde güçlü, tersinir yapışma sergilediği görülmüştür. Sualtında kendi kendini onarma ve sualtında yapışmanın, polimerde suda yeniden düzenlenen polar gruplar tarafından yönetildiği ortaya koyulmuştur. Polimer zincirlerinin su ile temas ettiğinde yeniden yönlenmesi, yüzeydeki polar grupların sayısında artışa neden olmakta ve su altında onarımı ve yapışmayı artırmaktadır. Bu yeniden düzenleme koordinasyon dinamik bağı tarafından yönetildiğinden, farklı metal-ligand kompleksleri seçilerek kolayca kontrol edilebilir. Su ile tetiklenen bu zincir yönelimi, döngüsel ekonomi için sürdürülebilir su altı yapıştırıcıları üretmek için kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
Although elastomers are used in many areas due to their unique properties, they are not suitable for recycling due to the strong covalent bonds in their structure. For this reason, elastomers become waste and cause environmental pollution after their service life. At this point, self-healing polymers have gained great importance in recent years due to their long service life, economy and reduction of environmental pollution. In this study, self-healable and recyclable silicone elastomers were synthesized using dynamic coordinated covalent bonds. Self-healing and recycling performance of elastomers were investigated. Different metal-ligand coordinations were used to investigate the effect of metal-ligand bond type on polymer properties. The self-healing and recycling performance of the silicone elastomers was determined using a mechanical testing machine. The chemical structure of the elastomers were analyzed by UV-Vis spectroscopy and FT-IR spectroscopy. Physical properties of elastomers were analyzed using TGA, DMA and MDR. In addition, the bond energies of the metal-ligand bonds were calculated using Gaussian program and the relationship between bond energies and polymer properties were revealed. The underwater adhesive strength of the elastomers was measured using a mechanical testing machine and a hand-made test rig. Good healing, recycling and reversible underwater adhesion were achieved with nickel coordination (QTNi). QTNi exhibits strong and reversible adhesion on various substrates such as glass, wood, steel, aluminum and Teflon. It was revealed that underwater self-healing and underwater adhesion are governed by polar groups that rearrange in water. Polymer chains re-orientated upon contact with water result in an increase in the number of polar groups on the surface and enhance healing and adhesion underwater. Since this rearrangement governed by dynamic coordination bond, it can be controlled by choosing different metal and ligand complexes. Moreover, this water-triggered chain orientation can be used to produce sustainable underwater adhesives for the circular economy.
Benzer Tezler
- Kendi kendini onarabilen nanokompozit hidrojel sistemlerin tasarımı, sentezi ve karakterizasyonu
Design, synthesis and characterization of self-healing nanocomposite hydrogel systems
NURNİSA ELÇİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE KAPLAN CAN
- Kendi-kendini onaran karbon elyaf takviyeli polimer matrisli kompozit geliştirilmesi
Development of self-healing carbon fiber reinforced polymer matrix composite
GÖKÇENUR İŞLEK
Doktora
Türkçe
2022
KimyaBursa Teknik ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE BEDELOĞLU
- Kendi kendini onarabilen uv ışınlarıyla kuruyabilen kaplamaların hazırlanması ve performans özelliklerinin incelenmesi
Preparation of self-healing uv coatings and investigation of performance characteristics
ÖZGE TEZEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
KimyaMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEMET VEZİR KAHRAMAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLI BEYLER ÇİĞİL
- 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
- Design, synthesis, and characterization of waterborne polyurethane dispersions for self-healing, anti-fouling, and UV-curable coatings and films
Kendi kendini onarabilen, kirlenmeye dirençli veya UV ile kürlenebilen kaplama ve filmler için su bazlı poliüretan dispersiyonlarının tasarımı, sentezi ve karakterizasyonu
EKİN BERKSUN
Doktora
İngilizce
2024
KimyaSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN ÜNAL