Modifiye partiküller kullanılarak pıckerıng emülsiyonların hazırlanması ve gelişmiş özellikler gösteren polidisiklopentadien esaslı, makrogözenekli kompozit malzemelerin hazırlanması

Gözenekli polimerler, gözenek morfolojilerinin sağladığı avantajlardan ötürü kataliz, çevre uygulamaları, sıvıların ve gazların depolanması, medikal uygulamalar, eczacılık uygulamaları, doku mühendisliği ve enerji depolama uygulamaları olmak üzere pek çok alanda kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasının hedefi de ayırma, saflaştırma ve/veya enerji depolama alanlarında kullanılabilecek yüksek mekanik mukavemet ve kimyasal işlevsellik gösteren polidisiklopentadien (poliDCPD)-esaslı gözenekli monolitlerin hazırlanmasıdır. Bu çalışmada, gözenekli polimerlerin hazırlanmasında gözenek morfolojinin kontrolüne olanak sağlaması ile ön plana çıkan yüksek iç fazlı emülsiyon (High Internal Phase Emulsion – HIPE) kalıplama yaklaşımı kullanılmıştır. Bu yaklaşımın temel prensibi HIPE'lerin gözenek oluşumu için bir şablon olarak kullanımına dayanmaktadır. HIPE'ler %74.05'in üzerinde iç faz hacim fraksiyonuna (Ø) sahip emülsiyonlar olarak tanımlanır. Bir HIPE'nin sürekli fazının veya her iki fazının monomerik tür(ler) içermesi durumunda, HIPE'lerin polimerleştirilmesi ile poliHIPE adı verilen makro gözenekli polimer monolitleri elde edilir. Kararlı HIPE'lerin hazırlanmasında yaygın olarak emülgatörler kullanılırken katı partiküllerin de bu amaç için kullanımı mümkündür. Partiküller ile stabilize edilen bu tür HIPE'ler, Pickering-HIPE'ler olarak adlandırılırken, bu emülsiyonlardan türetilen polimerler, Pickering-poliHIPE'ler olarak adlandırılmaktadır. Bu tez çalışmasında, emülsiyonları stabilize etmek ve elde edilen malzemelere işlevsellik kazandırmak için yüzeyi modifiye edilmiş kristalin nanoselüloz (CNC) ve kalsit partikülleri kullanılmıştır. Parçacık tipi ve yüzey modifikasyon yönteminin etkisini belirlemek için CNC ve kalsit parçacıkları farklı yaklaşımlar kullanılarak modifiye edilmiştir. Ardından, bu partiküller kullanılarak deneysel tasarım yaklaşımı ile DCPD-esaslı Pickering-HIPE'ler hazırlanmıştır. Hazırlanan Pickering-HIPE'ler polimerize edilerek üç farklı Pickering-poliHIPE monolit serisi elde edilmiştir. Her bir poliHIPE monolit serisi için, deneysel parametreler ile ortalama kavite boyutu, gözenek geçidi boyutu, spesifik yüzey alanı, gözenek hacmi, iskelet yoğunluğu, köpük yoğunluğu ve basma modülü gibi nihai malzeme özellikleri arasındaki ilişkiyi ifade etmek için matematiksel model denklemler türetilmiştir.