Tiyol-epoksi tepkimelerinin hesapsal incelenmesi
Computational study on thiol-epoxy reactions
- Tez No: 859890
- Danışmanlar: PROF. DR. MEMET VEZİR KAHRAMAN, DOÇ. DR. İSA DEĞİRMENCİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 148
Özet
Kürlenen epoksi reçineler, olağanüstü mekanik mukavemet, yüksek kimyasal direnç, daha az büzülme, mükemmel yapışma ve azaltılmış stres gibi bazı değerli özellikler göstermesi nedeniyle endüstriyel olarak talep edilmektedirler. Öte yandan, kırılgan malzemelerin elde edilmesi bu tür reçinelerin ana dezavantajıdır. Epoksi reçinelerle karşılaştırıldığında, tiyol-en polimerizasyonu, oksijen inhibisyonuna direnç ve homojen bir polimer ağının üretimi gibi bazı belirgin özellikler sağlar. Epoksi reçineler gibi, tiyol-en ürünlerinin de büzülme özelliği belirgindir. Bu nedenle, tiyol-en/tiyol-epoksi sistemi için ikili kürleme prosedürü geliştirmek, her iki polimerizasyon tekniğinin sinerjik etkisinin yolunu açmıştır. Bu doktora tezi kapsamı altında tiyol-epoksi reaksiyonları, esasen iki ana mekanizmada incelenmiştir: radikal aracılı ve anyonik tiyol-epoksi reaksiyonları. 1. Kuantum kimyasal araçlar kullanılarak tiyol-en/tiyol-epoksi sistemlerinin çakışma problemini analiz etmek için radikal aracılı tiyol-epoksit reaksiyonları için analog bir tiyol-en mekanizması önerildi. Tiyol-en reaksiyonlarının aksine, tiyollerin epoksitlere katılma reaksiyonun nispeten yavaş olduğu saptanmıştır (hız sabiti değerleri 10-2 M-1s-1). Tiil radikallerinin yüksek stabilitesi, epoksi halkası esnekliği ve katılma reaksiyonlarından oluşan alkoksit radikalinin kararsızlığı, reaksiyon enerjisi ve kinetiği için temel unsurlar olarak vurgulanmıştır. Bu çalışmadaki bulgulara dayanarak kürleme aşaması çakışmasını önlemek için sıcaklığın kontrolü ve belirli tiyollerin kullanılmasına dikkat çekilmiştir. 2. Literatür taramasına dayanarak, tiyol-epoksi reaksiyonunun baz katalizli mekanizma ile ilerlediği bildirilmektedir. Bu doktora tezi kapsamında, iyonik reaksiyonların ortamın polaritesinden önemli ölçüde etkilendiğini göz önünde bulundurarak, anyonik reaksiyonları gerçekçi bir şekilde modellemek için ortam polaritesini dikkate alan SMD çözücü hesaplamaları da ek olarak gerçekleştirildi.
Özet (Çeviri)
Due to its beneficial qualities, which include decreased stress, great adhesion, low shrinkage, strong chemical resistance, and remarkable mechanical strength, curing epoxy resins are in high demand in the industry. However, the primary disadvantage of this type of resin is that it might yield brittle products. Thiol-ene polymerization offers notable advantages over epoxy resins, such as creating a uniform polymer network and resisting oxygen inhibition. However, thiol-ene compounds exhibit less shrinkage stress than epoxy resins. Thus, a synergistic impact of both polymerization processes has been made possible by the development of a sequential dual curing procedure for the thiol-ene/thiol-epoxy system. Thiol-epoxy reactions are essentially investigated in two primary mechanisms under the purview of this PhD thesis: radical mediated and anionic thiol-epoxy reactions. 1. An analog thiol-ene mechanism was proposed for radical-mediated thiol-epoxide reactions to analyze the overlap problem of the thiol-ene/thiol-epoxy systems using computational approaches. The addition reaction to epoxides proceeds more slowly than the thiol-ene reactions (the rate constants 10-2 M-1s-1). The primary factors influencing the reaction's energetics and kinetics were highlighted as the high stability of thiyl radicals, epoxy ring strain, and instability of the alkoxide radical produced by the addition reaction. Based on this study's findings, temperature control and the use of certain thiols are strongly advised to prevent curing step overlap. 2. Based on the literature review, thiol-epoxy reactions are reported to proceed via a base-catalyzed mechanism. Within the scope of this Ph. D. thesis, we also perform implicit solvent calculations that consider the ambient polarity to model the anionic reactions realistically, considering that ionic reactions are affected significantly by the polarity of the medium.
Benzer Tezler
- One-step modification of diacid-functional polythioethers via simultaneous passerini and esterification reactions
Dikarboksilik asit fonksiyonlu politiyoeterlerin eş zamanlı passerini ve esterleşme reaksiyonlarıyla tek adımlı modifikasyonu
BEGÜM GÜNGÖR
- Simetrik ftalosiyaninlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of symmetric phthalocyanines
ÖZLEM İPSİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEHRA ALTUNTAŞ BAYIR
- Tiyol-epoksi kimyasıyla poss içerikli hibrit termoset polimerlerin hazırlanması
Preparation of poss-based hybrid networks via thiol-epoxy click chemistry
MUSTAFA ÖZÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ATİLLA TAŞDELEN
DOÇ. DR. BİNNUR TEMEL
- Termoset/kil nanokompozitlerin tiyol-epoksi click kimyasıyla hazırlanması
Preparation of thermoset/clay nanocomposites by thiol-epoxy click chemistry
ÖZLEM PURUT KOÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ATİLLA TAŞDELEN
- Novel polymeric materials via reactive polymers
Reaktif polimerlerden yeni polimerik malzemeler
NERGİZ CENGİZ
Doktora
İngilizce
2014
KimyaBoğaziçi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AMİTAV SANYAL
DOÇ. DR. RANA SANYAL