Polimer Malzemeler Anabilim Dalı

Polimer esaslı fonksiyonel nanokompozit malzemelerin üretimi

Nanokompozitler, yüksek yüzey-hacim oranına sahip malzemeler olduklarından malzemenin saf haline göre daha iyi mekanik, termal, optik, kimyasal ve fiziksel özellikler göstermektedirler. Yeni nesil nanokompozit malzemelerden biri haline gelmiş olan nanolifler, küçük boyutları sayesinde daha yüksek yüzey alanı/hacim oranı, düşük yoğunluk, düşük özgül ağırlık, yüksek gözeneklilik, küçük gözenek boyutu, yüksek biyo-uyumluluk, mukavemet, pürüzsüz yapısı ve kaplama özelliklerine sahiptirler. Elektro-eğirme tekniği, son zamanlarda nanolif üretiminde en sık kullanılan yöntemdir ve bu yöntemle üretilen lifler klasik yöntemle üretilen liflerden yüz kez daha küçük yarıçapta olabilmektedir. Click kimyası yüksek verim alınabilen, birçok fonksiyonel grupla uyumlu olan, yüksek seçicilik ile gerçekleşen, fonksiyonel grup çeşitliliğine olanak sağlayan, kısa reaksiyon sürelerine sahip olan, kullanılan çözücülere karşı hassas olmayan, kromatografik yöntemler kullanılmadan ayrılabilen, zararsız ve ihmal edilebilir derecede düşük konsantrasyonda yan ürünler oluşturan reaksiyonlar topluluğu olarak bilinmektedir. Bu çalışmada, elektroeğirme tekniğinin click kimyası ile aynı zamanda uygulanması sağlanarak poli(vinil klorür) (PVC) esaslı fonksiyonel nanoliflerin sentezlenmesi amaçlanmıştır. Elektriksel ortamda bakır (I) katalizli azid-alkin siklokatılma click kimyasının (CuAAC) gerçekleştirilebildiği Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) ve proton nükleer manyetik spektroskopisi (1H-NMR) yöntemleriyle ispatlanmıştır. CuAAC click reaksiyonlarının etkinliği, PVC'nin azid bandındaki azalma takip edilerek FT-IR spektroskopisi ile izlenmiştir. En iyi CuAAC click verimi, optimize edilmiş koşulda (6:2:0,01= azid-fonksiyonlu PVC: fenil asetilen: bakır(II) sülfat pentahidrat, 35 kV voltaj, negatif yüklü kolektör ve 0,1 mm/saat besleme hızı) %70 olarak bulunmuştur. Ek olarak, 1H-NMR spektroskopisi, PVC-N3 ve fenil asetilenin click ürününün kimyasal yapısını doğrulamıştır ve CuAAC click verimi %69,2 olarak hesaplanmıştır. PVC-N3'ün yerinde fonksiyonladırılması sonucu elde edilen nanolifin, diferansiyel tarama kalorimetresi ile termal özellikleri incelendiğinde fenil asetilen fonksiyonlu nanolifin daha yüksek camsı geçiş sıcaklığına sahip (86,1 oC) olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen liflerin nanoboyutta olduğu taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile gösterilmiştir. Nanoliflerin çapları SEM ile incelenmiştir ve nanolif çapları 20-400 nm arasında bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Click kimyası, Elektroeğirme, Nanolifler