Synthesis of ferrocene functionalized polymers and their application as burning rate catalysts
Ferrosen fonksiyonel polimerlerin sentezi ve yanma hızı katalizörü olarak uygulanması
- Tez No: 924530
- Danışmanlar: PROF. DR. EMRULLAH GÖRKEM GÜNBAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, roket yakıtları için polimerik yanma hızı katalizörlerinin geliştirilmesini incelemektedir. Çalışmanın amacı, geleneksel yanma hızı katalizörlerinin göç sorunlarını çözerken yeterli katalitik aktivitenin korunmasıdır. Geleneksel ferrosen bazlı katalizörler, yakıt formülasyonlarında göç problemleri yaşar; bu da zamanla bağlayıcı matristen ayrılmalarına neden olarak performans ve stabiliteyi etkiler. Bunu çözmek amacıyla çeşitli polimerik malzemeler sentezlenmiş ve değerlendirilmiştir. İlk olarak, 2-akriloiloksietilferrosenkarboksilat (AEFC) sentezlenmiş ve bütil akrilat (BA) ile kopolimerleştirilmiştir. Kopolimerizasyon parametrelerinin oluşan polimerlerin özellikleri üzerindeki etkisi sistematik olarak incelenmiştir. Araştırma, bu parametrelerin polimerizasyon kinetiği üzerindeki etkilerini anlamaya odaklanmış ve nihayetinde düşük molekül ağırlıklı polimerlerin başarılı bir şekilde sentezlenmesini sağlamıştır. AEFC/BA oranının artırılmasının daha yüksek demir içeriği sağladığı ancak yapışkan ve sert polimerler ürettiği, daha düşük bir oranın ise sıvı özellikte kopolimerler elde etmek için gerektiği bulunmuştur. İstenilen fiziksel özellikleri korurken demir içeriğini artırmak amacıyla, yeni bir ferrosen fonksiyonlu monomer olan 4-ferrosenilbutilmetakrilat (FBMA) sentezlenmiştir. BA ile kopolimerleştirilmesi, tatmin edici demir içeriğine, düşük moleküler ağırlığa ve uygun fiziksel özelliklere sahip kopolimerler elde edilmesini sağlamıştır. Reaktif brom uç grubunun uzaklaştırılması amacıyla debrominasyon reaksiyonları gerçekleştirilmiş ve böylece polimerin stabilitesi artırılmıştır. Üç farklı debrominasyon yolu incelenmiş, hepsi brom uç grubunu başarıyla uzaklaştırarak etkinliklerini kanıtlamıştır. Polimerik yanma hızı katalizörü adayının katalitik aktivitesi, Diferansiyal Taramalı Kalorimetre (DSC) ile değerlendirilmiş ve amonyum perkloratın (AP) bozunma sıcaklığında azalma gözlemlenmiştir. Ferrosene kıyasla üstün bir katalitik performans sergilemiş ve daha düşük demir içeriğine rağmen Catocene ile benzer bir etkinlik göstermiştir, bu da daha yüksek katalitik verimliliğine işaret etmektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis investigates the development of polymeric burning rate catalysts (BRCs) for rocket propellants, aiming to address the migration issues of conventional BRCs while maintaining sufficient catalytic activity. Conventional ferrocene-based catalysts face migration issues in propellant formulations, causing separation from the binder matrix over time, which affects performance and stability. To address this, various polymeric materials were synthesized and evaluated. Initially, 2-acryloyloxyethylferrocenecarboxylate (AEFC), was synthesized and copolymerized with butyl acrylate (BA). The influence of copolymerization parameters on the properties of the resulting polymers was systematically examined. The investigation examined how these parameters influenced polymerization kinetics, leading to the successful synthesis of low molecular weight polymers. It was found that increasing the AEFC/BA ratio for higher iron content produced sticky, stiff polymers, while a lower ratio was needed for fluidic copolymers. To enhance the iron content while maintaining desirable physical properties, a new ferrocene-functionalized monomer, 4-ferrocenylbutylmethacrylate (FBMA), was synthesized. Copolymerization with BA yielded copolymers with satisfactory iron content, low molecular weight, and favorable physical properties. Debromination reactions were carried out to remove the reactive bromine end group, improving the polymer's stability. Three debromination pathways were explored, all successfully removing the bromine end group, proving their effectiveness. The catalytic activity of the polymeric BRC candidate was assessed using Differential Scanning Calorimetry (DSC), showing a reduced decomposition temperature of ammonium perchlorate (AP). The BRC candidate outperformed ferrocene and matched Catocene's activity, despite having lower iron content, indicating higher catalytic efficiency.
Benzer Tezler
- 1,3-difenil-4,5-bis(hidroksiimino)-imidazolidin ve Ni(II), Cu(II), Pd(II), UO2(VI) komplekslerinin sentezi
Başlık çevirisi yok
VEFA AHSEN
Doktora
Türkçe
1984
Kimya MühendisliğiUludağ ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZER BEKAROĞLU
- Buca yerleşme merkezinde ekoloji yönünden önemli biyotoplar üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
KEMAL TULUHAN YILMAZ
- Çok bileşenli distilasyon sistemlerinin optimal dizilişinin sentezi
Synthesis of optimum sequencing of multicomponent distillatron systems
İRFAN AR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
KimyaGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET BİÇER
- Isı değiştirgeç ağlarının optimum sentezi
Başlık çevirisi yok
SERAP CESUR
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BENO KURYEL
- Sivas'ta kadınların işgücüne katılım farklılıkları
Başlık çevirisi yok
BİNNUR ERCEM
Yüksek Lisans
Türkçe
1984
SosyolojiCumhuriyet ÜniversitesiKurumlar Sosyolojisi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FARUK KOCACIK