dc.contributor.advisor | Şolpan Özbay, Dilek | |
dc.contributor.author | Kaya, Kübra | |
dc.date.accessioned | 2023-06-05T13:28:01Z | |
dc.date.issued | 2023 | |
dc.date.submitted | 2023-03-13 | |
dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/11655/33312 | |
dc.description.abstract | In this thesis, studies on polymer resins which are binders used as paint component in the
coating industry, are planned and experimental studies are carried out within the scope of
the preparation and properties of polymer/graphene-based nanocomposite coatings.
During the preparation of nanocomposites; poly(ethersulfone) (PES) polymer was used
as the matrix, and graphenoxide (GO) nanopowder, which could be included in the
polymer matrix more strongly due to the functional groups, was used as the reinforcement
material. Due to the hydrophilic nature of GO; PES/GO nanocomposite materials were
prepared by adding GO to the PES matrix to increase its hydrophilic structure. In order
to form nanocomposites without decomposing in polymer structures, the preparation of
nanocomposites was made by using the solution-to-melt method together with
ultrasonication and impregnation methods. In the ultrasonication method, an
ultrasonicator was used by selecting the appropriate time and mixing speed range. In the
next study, surface modifications of films and nanocomposite materials were provided by
UV-initiated graft polymerization studies. Firstly, after the PES polymer was dissolved
in dichloromethane (DCM), its film was formed and the optimum grafting parameters
were determined by performing acrylic acid (PAAc) and 2-hydroxyethylmethacrylate
(HEMA) grafting studies on the film at different monomer composition, irradiation time
and irradiation distances, respectively. PES/dichloromethane (DCM/GO) and PES/N-methyl-2-pyrrolidone (NMP/GO) nanocomposites were formed, but since homogeneous
films could not be formed from PES/DCM/GO dispersion solution, homogeneous films
obtained from PES/NMP/GO dispersion solutions and grafting studies were carried out
two different ways; films and dispersions. Since PES polymer is sensitive to UV light in
the wavelength range of 280-400 nm, PES itself acted as a photoinitiator without the need
for another photoinitiator. Spectroscopic characterizations of all the structures obtained
were performed with Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Raman
Spectroscopy, X-Ray Diffraction Spectroscopy (XRD), X-Ray Photoelectron
Spectroscopy (XPS), Scanning Electron Microscopy (SEM). Gravimetric percent
grafting efficiencies were calculated after grafting, hydrophilic/hydrophobic
characterizations of the surfaces as a result of surface modification were determined by
measuring the contact angle. Measurements related to surface morphology were made
with SEM and digital microscope using Confomap software, surface roughness and
contact angle results were evaluated together. With AAc and HEMA, GO increased the
hydrophilic character of PES. We determined that due to the hydrophilic nature of AAc
and HEMA monomers, the contact angle results decreased in the structures formed as a
result of graft polymerization, and the hydrophilicity increased in the AAc and HEMA
grafted structures in the presence and absence of GO. In addition, we see that the results
of the contact angle as a result of the UV-initiated grafting made from the dispersion
decrease more in the structures obtained by the grafting on the film surface and the surface
hydrophilicity increases further. This result shows that grafting in dispersion medium is
more efficient than grafting on film surfaces. Due to the hydrophilic nature of AAc and
HEMA monomers, the contact angle values of the structures formed as a result of graft
polymerization decreased, and the hydrophilicity of AAc and HEMA grafted structures
increased in the presence and absence of GO. In addition, the results of the contact angle
as a result of the grafting done in the dispersion medium and initiated with UV decreased
more and the surface hydrophilicity was further increased in the structures obtained by
grafting on the film surface. This is due to the fact that the grafting made in the dispersion
medium is carried out with a higher efficiency than the grafting made on the film surfaces.
Spectroscopic, thermal and mechanical characterizations of grafted and non-grafted
structures in the presence and absence of GO were performed and the results were
compared. | tr_TR |
dc.language.iso | tur | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | Poli(etersülfon) | tr_TR |
dc.subject | Grafen oksit | |
dc.subject | Nanokompozit | |
dc.subject | UV-aşılama | |
dc.subject | Yüzey hidrofilikliği | |
dc.title | Akrilik Asit ve 2-Hidroksietil Metakrilat Aşılı Poli(Etersülfon) ve Poli(Etersülfon)/Grafen Oksit Nanokompozitlerin Hazırlanması, Karakterizasyonu ve Kaplama Malzemesi Olarak Kullanımları | tr_TR |
dc.title.alternative | Preparation and Characterization of Acrylic Acid and 2-Hydroxyethyl Methacrylate Grafted Poly(Ethersulfone) and Poly(Ethersulfone)/Graphene Oxide Nanocomposites and Their Use as Coating Material | |
dc.type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Bu tez çalışmasında boya bileşenlerinden olan, kaplama endüstrisinde kullanılan polimer
reçineleri yani bağlayıcılar ile ilgili çalışmalar planlanmış, polimer/grafen bazlı
nanokompozit kaplamaların hazırlanması ve karakterizasyonu kapsamında deneysel
çalışmalar yapılmıştır. Nanokompozitlerin hazırlanması sırasında; matris olarak
poli(etersülfon) (PES) polimeri, takviye malzemesi olarak ise fonksiyonel gruplara sahip
olmalarından dolayı, polimer matrislerine daha kuvvetle yapıya dahil olabilecek grafen
oksit (GO) nanotozu kullanılmıştır. GO’nun hidrofilik özellik göstermesinden dolayı;
PES matrisine hidrofilik yapısının arttırılması için GO eklenerek PES/GO nanokompozit
malzemeleri hazırlanmıştır. Polimer yapılarında bozunmaya uğramadan nanokompozit
oluşturulabilmesi için, nanokompozitlerin hazırlanması çözeltiden eriyik metodu ile
ultrasonikasyon ve emdirme yöntemlerinin birlikte kullanılması ile yapılmıştır.
Ultrasonikasyon yönteminde, uygun zaman ve karıştırma hızları aralığı seçilerek,
ultrasonikatör kullanılmıştır. Bir sonraki çalışma bölümünde ise, filmlerin ve
nanokompozit malzemelerin yüzey modifikasyonları ultraviyole (UV) ile başlatılan aşı
polimerizasyon çalışmaları ile sağlanmıştır. İlk olarak PES polimeri diklorometanda
(DCM) çözüldükten sonra filmi oluşturulmuş ve filme değişik monomer bileşimi,
ışınlama süresi ve ışınlama mesafelerinde sırasıyla akrilik asit (AAc) ve 2-
hidroksietilmetakrilat (HEMA) aşılanması çalışmaları yapılarak optimum aşılama
parametreleri tayin edilmeye çalışılmıştır. PES/diklorometan (DCM)/GO ve PES/N metil-2-pirolidon (NMP)/GO nanokompozitleri oluşturulmuştur, ancak PES/DCM/GO
dispersiyon solüsyonundan homojen filmler oluşturulamadığı için homojen film
oluşturan PES/NMP/GO dispersiyon solüsyonlarından elde edilen filmler ile
PES/NMP/GO dispersiyonlarına dispersiyon ortamında olmak üzere iki farklı şekilde
aşılama çalışmaları yapılmıştır. PES polimerinin 280-400 nm dalgaboyu aralığında UV
ışığına duyarlı olmasından dolayı başka bir fotobaşlatıcıya gerek duyulmadan PES’in
kendisi fotobaşlatıcı olarak davranmıştır. Elde edilen tüm yapıların spektroskopik
karakterizasyonları Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), Raman
Spektroskopisi, X-Işını Difraksiyon Spektroskopisi (XRD), X-Işını Fotoelektron
Spektroskopisi (XPS), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile yapılmıştır. Aşılama
sonucu gravimetrik yüzde aşılama verimleri hesaplanmıştır, yüzey modifikasyonu sonucu
yüzeylerin hidrofilik/hidrofobik karakterizasyonları temas açısının ölçülmesi ile
belirlenmiştir. Yüzey morfolojisi ile ilgili ölçümler SEM ve Confomap yazılımının
kullanıldığı dijital mikroskop ile yapılmış, yüzey pürüzlülüğü ve temas açısı sonuçları
birlikte değerlendirilmiştir. AAc ve HEMA ile GO, PES’in hidrofilik karakterini
arttırmıştır. AAc ve HEMA monomerleri hidrofilik yapılarından dolayı, aşı
polimerizasyonu sonucu oluşan yapılarda temas açısı değerlerini düşürmüş, GO
varlığında ve yokluğunda AAc ve HEMA aşılanmış yapılarda hidrofilikliğin arttığı tayin
edilmiştir. Ayrıca dispersiyon ortamında yapılan ve UV ile başlatılan aşılama sonucu,
dispersiyon ortamında yapılan aşılamanın film yüzeylerine yapılan aşılamadan daha
yüksek verimle gerçekleşmesi nedeniyle temas açısı sonuçları film yüzeyine yapılan
aşılamalarla elde edilen yapılarda daha fazla azalmış ve yüzey hidrofilikliği daha da
artmıştır. Elde edilen ve GO varlığında ve yokluğunda aşılanmış ve aşılanmamış yapıların
spektroskopik, ısıl ve mekanik karakterizasyonları yapılmış ve sonuçlar
karşılaştırılmıştır. | tr_TR |
dc.contributor.department | Polimer Bilimi ve Teknoloji | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2023-06-05T13:28:01Z | |
dc.funding | Yok | tr_TR |