Enerjik bağlayıcılar olarak poli[3,3-bis (Azıdometil)oksetan] (Pbamo) polimerlerinin tasarımı, sentezi ve karakterizasyonu
Design, synthesis and characterization of poly[3,3-bis (Azidometil)oxethane] (Pbamo) polymers as energy binders
- Tez No: 896454
- Danışmanlar: PROF. DR. HATİCE KAPLAN CAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe 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: Belirtilmemiş.
Özet
Sunulan tez çalışmasındaki temel amaç enerjik yapıda olan Poli[3,3-bis(3-azidometil) oksetan] (BAMO) polimerinin molekül yapısının tasarlanması, sentezlenmesi ve karakterizasyon çalışmalarının yürütülmesidir. Günümüzde çoğunlukla katı yakıt formülasyonlarında kullanılan hidroksi-sonlu polibütadien (HTPB) güvenilir mekanik ve termal özellikler sunmasına rağmen yapısında enerjik grupları bulundurmaması ve formülasyona bu anlamda bir katkı sağlamaması sebebiyle enerjik polimerlere gün geçtikçe ilgi artmıştır. Bu anlayışla, katı yakıt formülasyonlarında bağlayıcı olarak kullanılan bu inert polimerin enerjik polimerle yer değiştirmesi daha düşük oksitleyici yüklemesine bağlı olarak duyarsız mühimmatların tasarımına da izin verecektir. Bu sebeple, enerjik polimerlerin formülasyonlarda kullanımı, yakıt sistemlerinin performansını artırmasına ve güvenli olanaklar sunmasına bağlı olarak oldukça önemlidir. BAMO polimerinin eldesine yönelik çalışmalarda, öncelikle başlangıç polimeri olarak Poli[3,3-bis(3-klorometil) oksetan] (PBCMO) polimerinin sentez çalışmaları yürütülmüştür. Daha sonra başlangıç polimerinin yapısında bulunan -Cl grupları, potasyum karboksilat gruplarıyla yer değiştirme reaksiyonuna sokulmuştur. Son adımda ise dimetil sülfoksit ortamında sodyum azid kullanılarak polimerin azidasyonu sağlanmıştır. Elde edilen polimerlerin (PBAMO-Karboksilat) molekül yapıları Attenuated Total Reflectance- Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (ATR-FTIR), Proton Nükleer Manyetik Rezonans (1H-NMR) spektroskopisi yöntemleri kullanılarak aydınlatılmıştır. Ayrıca polimerin mol kütleleri Jel Geçirgenlik Kromatografisi kullanılarak hesaplanmıştır. Sentezlenen polimerlerin termal özelliklerinin incelenmesi amacıyla Diferansiyel Taramalı Kalorimetre ve Termal Gravimetrik Analiz yöntemleri kullanılmıştır. Burada malzemelere ait camsı geçiş sıcaklıklarının ve yapıların termal kararlılıklarının tespitine yönelik bozunma sıcaklıkların belirlenmesine yönelik analizler gerçekleştirilmiştir. Buna ek olarak, enerjik yapıda bulunan polimerlerin yanma enerjilerinin tespiti için Bomba Kalorimetre deneyleri gerçekleştirilmiştir. BAMO polimerinin yapısına karboksilat grupların eklenmesiyle birlikte termal özelliklerinin iyileştiği görülmüştür. Bu kapsamda, sentezlenen polimerlerin geliştirilmiş termal özellikleri göz önünde bulundurulduğunda katı yakıt formülasyonlarında bağlayıcı olarak kullanılmasında potansiyel görülmektedir.
Özet (Çeviri)
The main purpose of the thesis is to design the molecular structure of the energetic Poly[3,3-bis(3-azidomethyl) oxetane] (BAMO) polymer, synthesize it and carry out characterization studies. Although hydroxy-terminated polybutadiene (HTPB), which is mostly used in solid fuel formulations today, offers reliable mechanical and thermal properties, interest in energetic polymers has increased day by day because it does not contain energetic groups in its structure and does not contribute to the formulation in this sense. With this understanding, replacing this inert polymer used as a binder in solid fuel formulations with an energetic polymer will also allow the design of insensitive ammunition due to lower oxidant loading. For this reason, the use of energetic polymers in formulations is very important as it increases the performance of fuel systems and provides safe opportunities. In studies aimed at obtaining the BAMO polymer, synthesis studies of Poly[3,3-bis(3-chloromethyl) oxetane] (PBCMO) polymer were first carried out as the starting polymer. Then, the -Cl groups in the structure of the starting polymer were subjected to a replacement reaction with potassium carboxylate groups. In the last step, azidation of the polymer was achieved using sodium azide in dimethyl sulfoxide environment. The molecular structures of the obtained copolymers (PBAMO-Carboxylate) were elucidated using Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR-FTIR) and Proton Nuclear Magnetic Resonance (1H-NMR) spectroscopy methods. Additionally, the molar masses of the copolymer were calculated using Gel Permeation Chromatography. Differential Scanning Calorimetry and Thermal Gravimetric Analysis methods were used to examine the thermal properties of the synthesized copolymers. Here, analyzes were carried out to determine the glass transition temperatures of the materials and the decomposition temperatures to determine the thermal stability of the structures. In addition, Bomb Calorimetry experiments were carried out to determine the combustion energies of energetic copolymers. It has been observed that the thermal properties of BAMO polymer are improved by adding carboxylate groups to its structure. In this context, considering the improved thermal properties of the synthesized copolymers, there is potential for their use as binders in solid fuel formulations.
Benzer Tezler
- Metal organik kafes yapılar ve grafen oksit ile karışık matris membranların hazırlanması ve gaz ayırma özellikleri
Preparation and gas separation properties of mixed matrix membranes with metal organic frameworks and graphen oxide
SEVGİ ÇANÇA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SENNUR DENİZ
- Mobil telefon kullanımına bağlı oluşan 900-1800 mhz radyo frekans dalgalarının meydana getirdiği elektromanyetik alanın iliak kanat kemik mineral yoğunluğuna etkisi
The effect of electromagnetic fields on bone mineral density of iliac bone produced by 900-1800 mhz radio frequency waves dependent on cellular phone usage
BEŞİR ANDAÇ AKSOY
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2006
Ortopedi ve TravmatolojiSüleyman Demirel ÜniversitesiOrtopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NEVRES HÜRRİYET AYDOĞAN
- Poli(üretan-b-akrilat) yapısında kopolimerlerin sentezi ve membran olarak kullanılabilme olanaklarının incelenmesi
Synthesis of poly(urethane-b-acrylate) copolymers and investigation of their possible use as membrane
SENNUR DENİZ
Doktora
Türkçe
2002
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. SALİH DİNÇER
- Çinko-iyon sulu bataryalar için katot malzemelerin geliştirilmesi
Development of cathode materials for zinc-ion aqueous batteries
SELİN SARIYER
Doktora
Türkçe
2025
Kimya MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REZAN DEMİR ÇAKAN
- Poly(Phenylenevinylene)s as sensitizers for visible light induced cationic polymerization
Poli(Fenilen vinilen) türevlerinin görünür bölgede katyonik polimerizasyon için fotobaşlatıcı olarak kullanımı
SEMİH ERDUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAĞCI