Polihıpe ve polimıpe nanokompozitlerinin sentezi, karakterizasyonu ve mekanik özelliklerinin geliştirilmesi

Makro gözenekli ve açık hücresel yapılı polimerler, yüksek gözenekli ve geniş yüzey alanlı yapıları ve birbirine bağlı iç içe geçmiş gözeneklerin sağladığı avantajlar nedeniyle pek çok farklı alanda kullanım olanağına sahiptirler. Emülsiyon kalıplama yöntemi yüksek ve orta iç fazlı emülsiyonlar (High Internal Phase Emulsion-HIPE, Medium Internal Phase Emulsion-MIPE) kullanılarak açık hücresel yapılı polimerlerin hazırlanmasında kullanılan en basit ve etkili yöntemdir. HIPE?ler büyük hacimlerde iç faz veya dispers (dağılan) faz içeren konsantre sistemler olarak adlandırılır. Bir HIPE?de iç faz hacim oranı (Ø) toplam emülsiyon hacminin en az 0.74?ünü oluşturur. MIPE?lerde ise Ø 0.50 ile 0.73 aralığında değişir. Her iki emülsiyon türünde de fazlardan birisinin (veya her ikisinin) monomerik türler içermesi durumunda emülsiyonların çapraz-bağlanması ile poliHIPE veya poliMIPE olarak adlandırılan açık hücresel yapılı polimerler elde edilir. PoliHIPE ve poliMIPE'ler geniş yüzey alanları ve düşük yoğunluklarının sağladığı avantajlardan dolayı çok farklı alanlarda (iyon değişimi, filtrasyon, doku mühendisliği, katalizör destek malzemelerinin üretilmesi, v.b.) kullanılabilirler. Ancak açık hücresel morfolojinin neden olduğu zayıf mekanik özellikleri nedeniyle gerçek anlamda endüstriyel uygulamalarda kullanımları sınırlıdır. Bu tez çalışmasında poliHIPE ve PoliMIPE?lerin mekanik özelliklerinin geliştirilmesi amacıyla iki farklı yaklaşım kullanıldı: (i) sürekli fazın monomer bileşimi değiştirilerek ve (ii) sürekli faza bu faz ile uyumlu nanokil katılarak. Bu kapsamda, HIPE ve MIPE?lerin sürekli fazına belirli oranlarda nanokil katılarak doymamış poliester reçinesi-ko-divinilbenzen (Pes-ko-DVB), glisidil metakrilat-ko-1,3-bütandiol dimetakrilat (GMA-ko-BDDMA) ve stiren-ko-divinilbenzen (S-ko-DVB) poliHIPE ve poliMIPE nanokompozitleri hazırlandı. Hazırlanan nanokompozitlerin morfolojik, mekanik ve ısıl özellikleri sürekli faz bileşimi ve oranı, emülgatör türü ve oranı, iç faz oranı ve nanokil oranının değişimine bağlı olarak araştırıldı. Bu amaçla sentezlenen poliHIPE ve poliMIPE nanokompozitlerinin morfolojik özellikleri taramalı elektron mikroskobu (Scanning Electron Microscope, SEM) ile incelenirken yüzey alanları ve gözenek boyutları Brunauer-Emmet-Teller (BET) yöntemi ile ölçüldü. Elde edilen nanokompozitlerin ısıl ve mekanik özellikleri ise sırasıyla termal gravimetrik analiz (TGA), diferansiyel taramalı kalorimetre (Differential Scanning Calorimetry, DSC) ve mekanik test cihazı araştırıldı.