Yarı-kesikli bir reaktörde poli(Stiren-ko-metilmetakrilat)/ halloysit nanokompozit sentezi ve karakterizasyonu


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: HASAN TÖRE SİLİS

Danışman: AYLA ALTINTEN

Özet:

Geçtiğimiz yüzyıldan itibaren oldukça yaygın bir şekilde kullanılmaya başlayan nanokompozit malzemeler içerisinde özellikle ucuz, hafif ve üretiminin daha kolay olması gibi avantajlarından dolayı polimer matrisli nanokompozitler ön plana çıkmaktadırlar. Yapılan bu çalışmada yarı kesikli bir reaktörde stiren ve metilmetakrilat monomerleri ve nano boyuttaki halloysitler (HNT) kullanılarak polimer matrisli nanokompozitler elde edilmiş ve bu nanokompozitlerin karakterizasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışma üç aşamadan oluşmaktadır. Bunlardan ilki HNT’nin yapıya daha iyi şekilde katılması için dimetil sülfoksit (DMSO) ile modifikasyonunun gerçekleştirildiği ön hazırlık aşamasıdır. Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) sonuçları DMSO’nun HNT yapısına katıldığını, X-ışını difraksiyonu (XRD) sonuçları ise modifikasyonla HNT’nin tabakaları arası mesafenin açıldığını göstermiştir. İkinci aşamada Poli(Stiren-ko-Metilmetakrilat) [P(St-ko-MMA)] kopolimeri emülsiyon polimerizasyonu yöntemiyle, P(St-ko-MMA)/HNT nanokompozitleri ise in-situ ve çözeltide harmanlama yöntemleriyle üretilmiştir. Son aşamada ise üretilen kopolimer ve nanokompozitler için karakterizasyon çalışmaları yapılarak bu malzemelerin yüzey, termal ve mekanik özellikleri gözlemlenmiştir. Ayrıca üretilen kopolimer ve nanokompozitlerin yüzde monomer dönüşümleri ve viskozite ortalama ağırlıkları hesaplanmıştır. Termogravimetrik analiz (TGA) sonuçları yapıya HNT katılmasının nanokompozitlerin termal dayanımını saf kopolimere göre bir miktar arttırdığını göstermiştir. Shore-D sonuçları da nanokompozitlerin sertlik değerlerinin saf kopolimerden çok daha yüksek olduğunu ve böylece mekanik dayanımın arttığını göstermiştir. Taramalı elektron mikroskopisi (SEM) sonuçlarından yapıda HNT dağılımının homojen olmadığını ve in-situ yöntemiyle üretilen nanokompozitlerin çözeltide harmanlama yöntemiyle üretilen nanokompozitlere göre yapıda daha iyi bir dağılım sergilediği görülmüştür. Elde edilen veriler incelendiğinde kopolimer yapısına kütlece %5’e kadar HNT eklenmesinin termal ve mekanik dayanımı arttırdığı ancak daha fazla HNT eklenmesinin nanokompozitin termal ve mekanik dayanımını negatif yönde etkilediği sonucuna ulaşılmıştır.