Geri Dön

Tiyol-epoksi tepkimelerinin hesapsal incelenmesi

Computational study on thiol-epoxy reactions

  1. Tez No: 859890
  2. Yazar: BELMA GJERGJIZI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MEMET VEZİR KAHRAMAN, DOÇ. DR. İSA DEĞİRMENCİ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Marmara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
  13. 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

  1. 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

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÜMİT TUNCA

  2. Simetrik ftalosiyaninlerin sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of symmetric phthalocyanines

    ÖZLEM İPSİZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ZEHRA ALTUNTAŞ BAYIR

  3. 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

    Türkçe

    2017

    Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova Üniversitesi

    Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET ATİLLA TAŞDELEN

    DOÇ. DR. BİNNUR TEMEL

  4. Termoset/kil nanokompozitlerin tiyol-epoksi click kimyasıyla hazırlanması

    Preparation of thermoset/clay nanocomposites by thiol-epoxy click chemistry

    ÖZLEM PURUT KOÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova Üniversitesi

    Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET ATİLLA TAŞDELEN

  5. Novel polymeric materials via reactive polymers

    Reaktif polimerlerden yeni polimerik malzemeler

    NERGİZ CENGİZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    KimyaBoğaziçi Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AMİTAV SANYAL

    DOÇ. DR. RANA SANYAL