Polimerik nanokompozit hazırlama ve karakterize edilmesi

Nanokompozit malzemeler üstün termal, mekanik, reolojik, optik ve elektronik özelliklerinden dolayı her geçen zaman oldukça kullanılan ve merak uyandıran bir alan haline gelmiştir. Elde etmesi ucuz ve kolay olduğundan otomotiv, biyomedikal, paketleme ve en çok da plastik sanayi gibi en önemli kullanım alanlarında popüler bir malzemedir. Genel bir tanımlamayla iki yada ikiden fazla malzemenin istenilen özelliklerini ortaya çıkarmak veya iyileştirmek için ya da spesifik bir özellik meydana getirmek için makro veya mikro seviyede heterojen olarak bir araya getirilerek elde edilen materyale kompozit malzeme denir. Nanokompozitler ise bir polimer düzeninin içinde dağılmış bir boyutu en az 100 nm'den küçük parçacık ihtiva eden kompozit malzemelerdir. Polimerik nanokompozit hazırlanmasında birçok yöntem geliştirilmiştir. Genel kabul gören birkaçı ise; tabakalı killer eşliğinde yapılan yerinde polimerizasyon (ın-stu), çözeltide harmanlama ve eriyikle harmanlama metotlarıdır. Yerine polimerizasyon yöntemi ile polimerik nanokompozit hazırlama polimer zincirinin büyütülmesi ile kil tabakalarının açılarak dağıtılmasına dayanır. Bu metotta ilk olarak nanokiller monomer çözeltisi ile karıştırılır daha sonra ısı ve başlatıcı etkisiyle polimerizasyon işlemi başlatılır. Tabakalar arasında büyüyen polimer zinciri sayesinde tabakalar arası mesafe açılır ve tabakalar polimer matris içerisinde böylelikle daha iyi, rastgele bir dağılım sağlar. Bu tez çalışmasında yaygın olarak kullanılan bir polimer olan polipirol ve killerin kompozitleri elde edilmiş ve karakterizasyonu yapılmıştır. Kompozit sentezi şu üç aşamada gerçekleştirilmiştir; kilin saflaştırılması, organokil sentezi ve nanokompozit sentezi. Na-MMT kili 120°C'de kurutularak saflaştırılmıştır. Organokil sentezinde; 1-etil-3-metil imidazolyum tetrafloroborat ve 1-hegzil-3-metil imidazolyum tetrafloroborat olmak üzere iki tür iyonik sıvı kullanılmıştır. Nanokompozit sentezi yerinde (ın-stu) polimerizasyon yöntemiyle yapılmıştır. Sentezlenen nanokompozitler FT-IR ve SEM analizleri ile karakterize edildi. Ayrıca tabakalar arası mesafeleri X ışını kırınımı (XRD) ile, termal bozunmaları TG-DTA analiziyle belirlendi. Yapılan analizler sonucunda IL-2 iyonik sıvısının uzun zincirli olmasından kaynaklı beklenildiği gibi tabakalar arası mesafeyi attırmada ciddi etkisinin olduğunu lakin sıcaklık değişkeninin tabakalar arası mesafeyi arttırmada hatırı sayılır bir etkisinin olmadığı görüldü. TGA analizlerinde iyonik sıvılarla modifiye edilmiş kompozitlerin sıcaklık direncinin arttığını fakat bunun yanında farklı sıcaklık koşullarının ise pek bir etkisinin olmadığı kanaatine varıldı.