Polianilin/Bentonit kompozitinin sentezi, karakterizasyonu ve elektroreolojik özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and characterization of Polyaniline/Bentonite composite and its investigation of electrorheological
Yazar: TOLGA ACAR YEŞİL
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA YAVUZ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu tez çalışması; üç aşamada tamamlanmıştır. Birinci aşamada, uygun bir başlatıcı ve çözücü kullanılarak kimyasal polimerleşme ile iletken polianilin (PAni) sentezi gerçekleştirilmiştir. Daha sonra anilin monomeri ile inorganik yapıda olan bentonit'in HCl ortamında başlatıcı (NH4)2S2O8 ile Polianilin/Bentonit (PAni/BNT) kompozit'i sentezlenmiştir.

İkinci aşama, sentezlenen numunelerin karakterizasyonunu oluşturmaktadır. Yapısal özellikleri Fourier Transform Infrared Spektroskopisi (FTIR) ile Görünür Bölge Spektrometresi (UV-Vis) aydınlatılarak polimer ve kompozit oluşumunu destekleyen pikler ve bandlar gözlenmiştir. Bozunma sıcaklıkları termal analiz (TGA) ile incelenmiştir ve kompozit yapının PAni'ye göre daha kararlı olduğu belirlenmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile numunelerin yüzey morfolojileri incelenmiştir. Her iki yapının da farklı yüzey özelliklerine sahip olduğu görülmüştür. Polimerlerin iletkenlik değerleri dört nokta tekniği ile ölçülmüştür.

Son aşama da ise, sentezlenen polimerlerin sıcaklığa bağlı elektriksel iletkenlikleri ölçülmüş ve elektroreolojik (ER) davranışları belirlenmiştir. Sıcaklığa bağlı elektriksel iletkenlik ölçümlerine göre, her iki polimer de yarı iletken davranış göstermiştir. φ=%15 (V/V)'lik hacim kesrinde silikon yağı içerisinde hazırlanan süspansiyonun elektrik alan, kayma hızı, kayma gerilimi, sıcaklık ve frekans gibi değişkenlere karşı ER davranışları belirlenmiştir. Ayrıca, elektrik alan varlığında ve yokluğunda süspansiyona sürünme testleri uygulanarak zaman içerisinde gösterdiği deformasyonlar incelenmiştir. Polimer ve kompozit yapılarının ER aktif malzemeler olduğu anlaşılmıştır. Sentezlenen polimerlerin akıllı malzeme olarak endüstriyel uygulamalar için uygun olabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
This thesis was completed in three steps. In the first step, synthesis of conducting polyaniline (PAni) were performed by chemical polymerization using an initiator and suitable solvent. Then, Polyaniline/Bentonite (PAni/BNT) composite was synthesized by using (NH4)2S2O8 initiator in HCl medium of the aniline monomer with bentonite which has inorganic structure. 

The second step is the characterization of the synthesized samples. The structural properties of samples were found using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and UV-Visible (UV-Vis) spectrometer peaks and bands were observed that it supported the formation of polymers and composites. Decomposition temperatures were investigated by using thermal analysis (TGA) and it was determined that the composite structure is more stable than PAni. The surface morphology of the samples were investigated by means of scanning electron microscopy (SEM). Both structures were observed to have different surface properties. Conductivity value of the polymers were measured by four probe technique.

In the last stage; electrical conductivity depending on temperature of the synthesized polymers were measured and the electrorheological (ER) behaviors are determined. According to electrical conductivity depending on temperature, both of polymers demonstrated on semiconducting behaviors. The effects of some parameters such as electric field, shear rate, shear stres, temperature and frequency on ER behaviors of suspensions prepared in silicone oil of φ=15 % (wt) were determined. Furthermore, Creep tests were applied to suspension in the presence and absence of electric field and deformations observed in suspensions with time were investigated. Polymer and composite structures were found to be ER active materials. The synthesized polymers can be classified as a smart material which is an important parameter for potential industrial applications.