Microfluidic synthesis of polyhedral oligomeric silsesquioxane (poss) based organic-inorganic hybrid microparticles

Mikroakışkan sistemlerin diferansiyel hacimde kullanım, kontrollü reaksiyon ortamı, gelişmiş karışım performansı, daha az zamanda reaksiyon tamamlama gibi avantajları olduğundan, birçok alanda olduğu gibi kimya alanında da kullanılan araçları etkilemesi kaçınılmazdır. Bu doğrultudaki gelişmeler, mikroakışkan reaktörleri mikropartikül sentez araçları arasında daha popüler hale getirmiştir. Bu tez, dispersiyon ve emülsiyon polimerizasyon yöntemleri kullanılarak organik ve inorganik hibrit mikropartiküllere dayanan, organosilika nano kafes yapılarının yani çok yüzlü oligomerik silseskioksan (POSS) partiküllerinin sentezini sunmaktadır. İlk olarak, POSS mikropartikülleri, ısıtıcı üzerinde sürekli akış mikroreaktörü ve çift bölgeli sıcaklık kontrollü, gömülü ince film elektrota sahip sürekli akış mikroreaktörü kullanılarak dispersiyon polimerizasyonu yöntemi ile sentezlenmiştir. Mikro reaktörlerde sentezlenen mikropartiküller morfoloji, termal davranış ve yüzey kimyasal yapısı açısından incelenmiştir. Akış hızı, başlatıcı miktarı ve dengeleyici miktarı gibi farklı parametrelerin etkileri gömülü elektrotlu mikroakışkan reaktöründe çalışılmıştır. Ek olarak, geleneksel sentez teknikleri ile konvansiyonel reaktörler kullanılarak polimerizasyon gerçekleştirilmeye çalışılmış ancak mikropartikül oluşumu yerine, nano kümeler elde edilmiştir. İkinci olarak, gömülü ince film elektrotlu mikroakışkan reaktöründe, epoksi fonksiyonel-POSS mikropartikülleri emülsiyon polimerizasyonu yöntemi ile sentezlenmiştir. Mikroakışkan reaktöründeki ısıtıcı Comsol Multiphysics'te tasarlanmış ve homojen sıcaklık dağılımının sağlandığı görülmüştür. Akış hızı, sıcaklık ve monomerlerin konsantrasyonunun etkileri sunulmuştur. Ayrıca, yağ banyosuna batırılmış elektrotlar bulunmayan aynı mikroakışkan reaktörü kullanılarak polimerizasyon gerçekleştirilmiş ve elde edilen parçacıkların karakterizyonlarının sonuçları raporlanmıştır.