Polibenzimidazol ve polibenzoksazol esaslı nanofiberlerin hazırlanması ve özelliklerinin incelenmesi

Bu tez çalışmasında farklı çözücüler ve elektrospin yapabilen farklı hibrit polimerler kullanılarak, polibenzimidazol (PBI) ve polibenzoksazol (PBO) nanofiberlerin elde edilmesi amaçlanmıştır. Elde edilen nanofiberlerin bazı özellikleri incelenerek en uygun çözücü çifti ve hibrit polimeri seçilmiştir. Elektrospin işleminde kullanılan PBI ve PBO polimerleri, hidroksamoil klorürler [tereftalohidroksamoil klorür, 4,4'-bis(fenilhidroksamoil klorür), 4,4'-bis(fenil hidroksamoil klorür)eter] ile aromatik amin [3,3'-diamino benzidin ve 3,3'-dihidroksi benzidin] monomerlerinin polikondenzasyon reaksiyonundan elde edilmiştir. PBI ve PBO elektrospin çözeltisi DMF, THF ve Ac çözücüleri kullanılarak hazırlanmıştır. Ayrıca elektrospin yapılabilen polimerlerden PVP, PS ve PVDF polimerleri de hibrit polimer olarak kullanılmıştır. Hazırlanan çözeltiler ile elde edilen nanofiberlerin, iec ve yüzey temas açısı değerlerine çözücü etkisi incelenmiştir. DMF/Ac çözücü çiftinin 3/1 oranındaki çözeltisiyle hazırlanan PVDF hibrit nanofiberler, en iyi iec ve yüzey temas açısı değerinde bulunmuştur. PBONF3 nanofiberi 143,1o 'lik yüzey temas açısına sahip en iyi nanofiber olarak belirlenmiştir. En yüksek iyon değişim kapasitesi 2,5 mmol/g olarak PBINF2 nanofiberi için bulunmuştur. Çözücü seçiminin SEM analizi fiber çapı üzerinde etkisi incelenmiştir. PBINF ve PBONF hibrit yapılarının fiber çap dağılım grafiklerinden 150-450 nm arasında fiber çap dağılımına sahip olduğu gözlenmiştir. Su tutma kapasiteleri PVP ile hazırlanan nanofiberlerde PVP'nin biyobozunur olmasından dolayı hesaplanamamıştır. PVDF ile hazırlanan nanofiberler %14,7 - %38.46 aralığında su tutmuştur. FT-IR analizleri ile nanofiberlerin karakterizasyonu belirlenmiştir. Termal dayanımı ve nanofiberlerin kütlece yüzde içeriğini tanımlamak için TGA analizi yapılmıştır. TGA analizlerine göre nanofiberlerin ilk bozunma sıcaklıkları 400-450 ºC aralığında tespit edilmiştir. Hacim fraksiyonu ile su tutma kapasitesi arasındaki ilişki incelenmiştir. PBONF3'ün % 19'luk hacim fraksiyonuna ve % 14,7'lik su tutma kapasitesine sahip en iyi hidrofobik nanofiber olduğu belirlenmiştir. Ayrıca tüm nanofiberler için ses sönümleme testi yapılmış ve yüksek oranda ses sönümleme özelliklerinin olduğu gözlenmiştir. Sonuç olarak bu çalışmada hafif, yüksek iyon değişim kapasiteli, termal dayanımlı, hidrofobik karakterli ve ses sönümleme özelliği olan nanofiber malzemeler elde edilmiştir.