Synthesis of polythiophene-based conjugated polymers and characterization of their complexes with amine-based additives
Politiyofen bazlı konjuge polimerlerin sentezi ve amin bazlı katkı maddeleri ile komplekslerinin karakterizasyonu
- Tez No: 991454
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜMİT HAKAN YILDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Homopolimerler, Konjuge polimerler, Polimer sentezi, Politiyofen, Homopolymers, Conjugated polymers, Polymer synthesis, Polythiophene
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, üç farklı konjuge monomer kullanılarak oksidatif polimerizasyon yoluyla sentezlenen polimer sistemleri, altı farklı amin bazlı katkı maddesi ile fiziksel etkileşime sokulmuş ve bu katkıların polimerlerin optik ve yüzey özellikleri üzerindeki etkileri kapsamlı bir şekilde araştırılmıştır. Polimer-amin komplekslerinin hazırlanmasıyla, katkı maddeleri ile polimer zincirleri arasında oluşan hidrojen bağlarının, dipol-dipol etkileşimlerinin ve elektron verici-alıcı ilişkilerinin hem çözeltideki fotofiziksel davranışlar hem de katı fazdaki morfolojik özellikler üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çözeltide gerçekleştirilen UV-Vis, floresans (FL), kuantum verimi ve yaşam süresi (lifetime) analizleri, amin katkılarının polimerlerin elektronik yapısını etkili bir şekilde modüle ettiğini göstermiştir. Sonuçlar, katkı maddelerinin polimer zincirlerinin yakın paketlenmesini azaltarak veya matris içerisinde lokal yapısal yeniden düzenlemelere neden olarak emisyon verimliliğini artırdığını ortaya koymuştur. Katı faz karakterizasyonlarında Raman, ATR-FTIR ve AFM analizleri kullanılarak polimer-amin etkileşimlerinin yapısal ve yüzeysel sonuçları değerlendirilmiştir. Raman ve ATR-FTIR spektrumları, katkı maddeleri ile polimer zincirleri arasında yeni fiziksel etkileşim motiflerinin oluştuğunu doğrulamış; özellikle C=C ve diğer fonksiyonel grup titreşimlerinde gözlenen kaymalar, bu etkileşim bölgelerinin kimyasal doğasını desteklemiştir. AFM ölçümleri ise katkı maddelerinin film morfolojisini belirgin biçimde iyileştirdiğini, yüzey pürüzlülüğünün azaldığını, faz ayrışmasının bastırıldığını ve daha homojen, sürekli yüzey topografyalarının oluştuğunu göstermiştir. Bu iyileştirilmiş morfolojik profil, gözlenen optoelektronik performans artışlarıyla uyumludur. Genel olarak bu çalışma, amin bazlı katkı maddelerinin konjuge polimerlerin hem optik hem de yüzey özelliklerini etkili bir şekilde geliştirdiğini göstermektedir. Artan emisyon verimliliği, uzamış uyarılmış hâl yaşam süreleri, modifiye absorpsiyon özellikleri ve daha düzgün katı faz morfolojileri, amin katkılarının güvenilir performans artırıcı ajanlar olduğunu açıkça ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, polymer systems synthesized via oxidative polymerization from three different conjugated monomers were brought into physical interaction with six types of amine-based additives, and the effects of these additives on the optical and surface properties of the polymers were comprehensively investigated. By preparing polymer-amine complexes, the influence of hydrogen bonding, dipole-dipole interactions, and electron donor-acceptor relationships formed between the additives and the polymer chains on both the photophysical behavior in solution and the morphological characteristics in the solid state was examined. Solution-phase UV-Vis, fluorescence (FL), quantum yield, and lifetime analyses demonstrated that the amine additives effectively modulate the electronic structure of the polymers. The results revealed that these additives enhance emission efficiency by reducing close-chain packing or inducing localized structural reorganizations within the polymer matrix. In solid-state characterizations, Raman, ATR-FTIR, and AFM analyses were employed to evaluate the structural and surface consequences of polymer-amine interactions. Raman and ATR-FTIR spectra confirmed the formation of new physical interaction motifs between the additives and polymer chains; shifts observed in C=C, and other functional group vibrations supported the chemical nature of these interaction sites. AFM measurements further revealed that the additives significantly improved film morphology, leading to reduced surface roughness, suppression of phase separation, and the formation of more homogeneous and continuous film topographies. This improved morphological profile is consistent with the observed enhancements in optoelectronic performance. Overall, this study shows that amine-based additives effectively enhance both the optical and surface properties of conjugated polymers. Increased emission efficiency, longer excited-state lifetimes, modified absorption features, and smoother solid-state morphologies collectively confirm their role as reliable performance-enhancing agents.
Benzer Tezler
- Akıllı uygulamalara yönelik politiyofen tabanlı metalopolimerlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of polythiophene-based metallopolymers for smart applications
NEŞE GÜVEN
- CSA'nın P3HT VE MEH-PPV polimerlerinin fiziksel özelliklerine etkisi
Effect of CSA on the physical properties of P3HT and MEH-PPV polymers
CEM ULUDAĞ
Doktora
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ALVEROĞLU DURUCU
- Functional conjugated polymers
Fonksiyonel konjuge polimerler
HÜSEYİN AKBULUT
Doktora
İngilizce
2015
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAĞCI
- Solution processable semiconductor thin films: Correlation between morphological, structural, optical and charge transport properties
Başlık çevirisi yok
DİLEK IŞIK
Doktora
İngilizce
2013
Metalurji MühendisliğiUnıversıte de Montreal (ecole Polytechnıque de Montreal)PROF. CLARA SANTATO
PROF. SYLVAIN TURENNE