Polimer/Kil Nanokompozitlerin Hazırlanması Mekanik ve Termal Özelliklerinin İncelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2015
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Kübra GÜNEŞ
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ahmet GÜRSES
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Polimer/Kil nanokompozitler saf polimer veya konvansiyonel mikro ve makro kompozitlerle kıyaslandığında genellikle materyal özelliklerinde ciddi iyileştirmeler sergilemelerinden dolayı bilimsel ve endüstriyel araştırmalar bakımından yoğun bir ilgi çekmektedir. Bu çalışma apolar polietilen ve polar polistirenin ham kil, organokil ve uzun zincirli bir hidrokarbon Setiltrimetilamonyum bromür (CTAB) ve tabakalı kilin sulu dispersiyonlarını kullanarak çözelti interkalasyon metoduyla sentezlenmiş hidrokarbonkatkılı organokile eriyik interkalasyonunu amaçlar. Sentezlenmiş organokil ve polimer/kil nanokompozitler XRD, HRTEM, FTIR ve DSC teknikleri ile karakterize edilmiştir. PE ve PE/Kil nanokompozitlerinin XRD desenleri ve HRTEM görüntüleri polimer zincirlerinin organokilin tabakalar arası boşluğuna interkale olabildiğini ve ayrıca kil levhacıklarının küçük nanopartikül iyonları şeklinde heterojen bir dağılımının ortaya çıktığını gösterir. Özellikle HRTEM görüntüleri basit CTA+ iyonlarının hidrofobik kuyruklarının hidrokarbon zincirlerinin hidrofobik etkileşmeler üzerinden bağlanmak suretiyle oluşturmuş daha uzun hidrofobik kuyrukların polimer zincirlerinin kil levhacıklarıyla daha etkin etkileşimlerine yol açtığını ortaya koyar. Bu zincir konformasyonunda meydana gelen uygun değişmelerin ve arayüzey enerjisindeki nispeten büyük düşüşün sonucu olarak yorumlanabilir. Ayrıca hidrokarbon katkılı organokil kullanılarak hazırlanmış nanokompozitlerin % uzama değerlerinin artan kil oranı ile daha kararlı ve arttığı, fakat sertlik değerlerinin ham kil ve organokille hazırlanmış kompozitlere kıyasla daha düşük olduğu bulunmuştur. Diğer yandan polistiren kullanılarak hazırlanmış nanokompozitlerin yapısal mekanik ve termal özelliklerininde kil oranının bir fonksiyonu olarak incelenmiştir. PS/Kil nanokompozitlerinin XRD desenleri ve HRTEM görüntüleri organokil levhacıklarının ağırlıklı olarak taktoidler (yaklaşık 100 nm ayrımlar halinde paralel kil levhacıklarının oluştuduğu yığınlar) dağıldığı ve polimer matriksi içerisinde kısmen eksfoliye olduğunu göstermiştir. Ayrıca hazırlanan nanokompozitlerin mekanik ve termal özelliklerininde saf polimere kıyasla önemli ölçüde iyileştiği bulunmuştur. Iki farklı organokil kullanılarak hazırlanmış kompozitlere ait FTIR spektrumları organokil levhacıkları ve polimer zincirleri arasındaki etkin etkileşimlerin varlığını ortaya koymuştur. Ayrıca DSC sonuçları hidrokarbon katkılı organokil kullanılarak hazırlanmış kompozitlerin termal kararlılıklarının ve camsı geçiş sıcaklıklarının saf polimer, ham kil ve organokil içeren kompozitlerin termal kararlılığı ve camsı geçiş sıcaklıklarından daha yüksek olduğunu göstermiştir.