Polimer nanokompozitlerin metal katalizörsüz klik tepkimeleriyle hazırlanması

Nanokompozit malzemelerin arzu edilen nihai özelliklere ulaşması için polimer matris seçimi, uygun nanodolgu seçimi, bileşenler arasındaki etkileşimler ve bunların morfolojisi gibi önemli parametreler göz önünde bulundurulmalıdır. Arzu edilen özellikleri kazandırmak için bileşenlere kimyasal modifikasyon ya da üretim sonrası modifikasyonlar gerekebilmektedir. Bu anlamda, klik kimyası reaksiyonları, polimer nanokompozitlerin özelliklerini geliştirmek için günümüzde büyük ilgi görmektedir. Bu reaksiyonlar, yüksek verim, ılımlı reaksiyon şartları, yan ürün oluşmaması, ortogonal ve stereospesifik reaksiyon ve fonksiyonel grup çeşitliliği gibi avantajlara sahiptir. Kantitatif verimliliğin yanı sıra, birçok fonksiyonel gruba ve reaksiyon koşullarına toleransının olması nanokompozitlerin hazırlanmasında önem arz etmektedir. Ayrıca metal katalizörsüz olarak gerçekleştirilebilen elektronca eksik alkin-azit klik reaksiyonu (AAC), Diels-Alder (DA) gibi klik reaksiyonları, toksisite hassasiyeti olan uygulamalar için oldukça dikkat çekicidir konumdadır. Bu tez çalışmasında farklı klik reaksiyonları aracılığıyla 3 farklı polimerik nanokompozit hazırlanıp elde edilen nanokompozit malzemelerin kimyasal, termal, mekanik ve morfolojik özelliklerinde gelişme sağlanması amaçlanmıştır. Tezin ilk çalışmasında, ana zincirinde elektronca eksik alkin içeren alifatik polyester ve çok fonksiyonlu azito-polihedral oligomerik silseskuioksan (POSS-N3) arasında bakırsız 1,3-dipolar halka katılması reaksiyonu aracılığıyla yeni bir termoset hibrit ağ yapılı polimerik nanokompozit sentezlenmiştir. Elde edilen nanokompozitlerin kimyasal yapıları Foruier transfer infrared spektroskopisi (FT-IR) ve taramalı elektron mikroskobu enerji dağılım spektroskopisi (SEM-EDS) ile karakterize edilmiştir. Termal, mekanik ve morfolojik özellikleri sırasıyla termogravimetrik analiz (TGA), çekme-kopma testi ve taramalı elektron mikroskobuyla (SEM) analiz edilmiştir. İkinci çalışmada, poli (ε-kaprolakton) /kil nanokompozitleri, maleimit uç grubu içeren poli(ε kaprolakton) ve furan ile fonksiyonelleştirilmiş montmorillonit (MMT)'in Diels–Alder (DA) tıklama reaksiyonu ile hazırlanmıştır. Öncelikle, MMT kilin furan ile modifikasyonu ve ε-kaprolakton'un maleimit grubu içeren bir başlatıcı ile halka açılması polimerizasyonu gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, fonksiyonel poli(ε kaprolakton) ve modifiye MMT 'nin verimli bir şekilde DA klik reaksiyonu aracılığıyla nanokompoziti hazırlanmıştır. PCL/MMT nanokompozit malzemelerin karakterizasyonları TGA, FTIR, X-ışını kırınımı spektroskopisi (XRD), geçirimli elektron mikroskop (TEM) analizi gerçekleştirilmiştir. Üçüncü çalışmada ise, PVC'nin özelliklerini iyileştirmek için yeni bir yaklaşım olarak POSS nanopartikülleri, poli (vinil klorür) (PVC) zincirlerine polimerizasyon sonrası modifikasyon yöntemi ile DA klik reaksiyonu aracılığıyla kovalent olarak bağlanmıştır. PVC ve amino propil izobütil POSS (POSS-A), DA klik reaksiyonu için sırasıyla furfuril alkol ve DA ara ürünü ile fonksiyonlandırılmıştır. Sentezlenen nanokompozitler farklı mol oranlarında (%1, 2 ve 4) POSS nanodolgusu içermektedir. Elde edilen nanokompozitlerin kimyasal, mekanik, termal ve morfolojik özellikleri FT-IR, 1H-NMR, çekme-kopma testi, DSC, TGA, SEM ve TEM ile karakterize edilmiştir.