Poliüretan/polipirol kompozit nanolif, ince film üretimi ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of polyurethane/ polypyrrole composite nanofiber, thin film
Yazar: MELTEM YANILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. HALE KARAKAŞ ; PROF. DR. FATMA KALAOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Polimerler genel olarak çok zayıf elektriksel özellikleri ile yalıtkan karakter gösterirler. Geleneksel polimerlerin iletken polimerlerle kombinasyonu, üstün elektriksel özelliklere sahip yeni malzemelerin tasarımlarına imkan vermektedir. Katkılanmış durumdaki yüksek elektriksel iletkenliği ve kolay kimyasal, elektrokimyasal sentezi nedeniyle Polipirol, en çok çalışılan iletken polimerlerdendir. Poliüretan ise üstün yüzey, kimyasal ve mekanik özellikleri ile tekstil sanayinde çok kullanılan elastomerlerdendir.Elektro lif çekimi yöntemi ile mikrometre düzeyinden nanometre düzeyine kadar olan çaplarda lif üretmek mümkündür. Nanoliflerin çapları çok küçük olduğundan yüksek yüzey alanına sahiptirler. Bu sebeple bir çok özellikleri ve morfolojileri diğer malzemelerden farklıdır. Nanoliflerden dokunmamış yüzeyler üretildiğinde, birbirleriyle bağlantılı ağlar oluşturarak malzemenin bir çok özelliğini iyileştirirler. Bu çalışmada poliüretan polipirol kompozitleri, oksidatif polimerizasyonla poliüretan matrisinde hazırlanmıştır. Böylelikle poliüretanın mekanik özellikleri ile pirolün elektriksel özelliklerinin birleştirildiği yarı iletken kompozitler elde edilmiştir. Kompozitler spektroskopik yöntemler (FTIR ATR, UV vis), dielektrik spektrometre, mekanik ve termal analiz yöntemleri (DMA, DSC, TGA) ve morfoloji tayin yöntemleri (SEM) kullanılarak karakterize edilmiştir. Pirol konsantrasyonunun etkisi sistematik çalışmalarla araştırılmıştır. Polimer matrise PPy katılımıyla daha yüksek camsı geçiş sıcaklığı (Tg), modülüs ve iletkenlik değerleri elde edilmiştir. Elektro lif çekim yöntemi ile elde edilen kompozit liflerin spektroskopik, termal ve morfolojik analizleri yapılmıştır. SEM görüntüleri ile kompozit yapının çok homojen olduğu ve lif formuna gelmek için uygun olduğu görülmüştür.

Abstract:
Polymers generally have nonconductive character because of poor electrical properties. The combination of conventional and conductive polymers provide design of materials with good electrical properties. Polypyrrole has been studied very much because of its high electrical conductivity, ease of chemical and electrochemical synthesis. Polyurethane is one of the interesting elastomers because of its morphological, chemical and mechanical properties. It is possible to produce fibers which have diameters from micro to nano scale by electrospinning. Nanofibers have large surface area because of their small diameters. For this reason, lots of structural and morphological properties of nanofibers differ from conventional materials. If mats are produced by electrospinning, nanofibers compose nets with lots of connection points and improve properties of materials. In this study, polyurethane/polypyrrole composites were prepared using chemical oxidative polymerization method in polyurethane matrix. So, semi conductive composites were prepared by combining mechanical properties of polyurethane and electrical properties of polypyrrole. The composites were characterized using spectroscopic methods (FTIR ATR, UV vis), dielectric spectrometer, mechanical and thermal analysis methods (DMA, DSC, TGA) morphological analysis methods (SEM). The effects of pyrrole concentration were investigated systematically. Higher Glass Transition Temperature (Tg), modulus and conductivity values were obtained by adding pyrrole in polymer matrix. Spectroscopic, thermal and morphological analysis of electrospun composite fibers were made in detail. It is observed from SEM images that the composite structure is very homogeneous and suitable for electrospinning.