Su bazlı poliüretan-akrilik-silika hibrit emülsiyonlarının sentezi ve karakterizasyonu
Su bazlı poliüretan-akrilik-silika hibrit emülsiyonlarının sentezi ve karakterizasyonu
Yazar: HANDE SAVAŞ
Danışman: PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Günümüzde yüzey kaplama endüstrisi hızla gelişirken yeni malzemelerin hazırlanması ile ilgili çalışmalar da artmaktadır. Su bazlı poliüretan dispersiyonları,  temiz hava yasası gibi çevre mevzuatları ve aynı zamanda teknolojik olarak daha avantajlı olmaları nedeniyle poliüretan kaplama endüstrisinde hızla büyüyen bir sektördür. Bu durum su bazlı poliüretanların solvent bazlı muadillerinin yerini almasına neden olmuştur. Su bazlı olmalarından dolayı, ya çok düşük VOC emisyonu içerirler ya da hiç VOC içermezler. Su bazlı poliüretan malzemeler yaygın olarak yapıştırıcı, kaplama, yüzey kaplama, kağıt ve tekstil sektörlerinde kullanılmaktadırlar. Su bazlı poliüretan yüksek maliyet, düşük pH kararlılığı ve kısıtlı açık hava direnci gibi dezavantajlara sahipken; akrilik polimerler mükemmel su ve hava direncine ve düşük maliyete sahiptir. Poliüretan ve poliakrilik fazlarının her ikisini de içeren emülsiyondan mükemmel özellikler göstermesi beklenmektedir. Florlanmış poliüretan fonksiyonel malzemelerin yeni bir sınıfıdır. Florlu polimerlerin, düşük polarite ve flor atomunun güçlü elektronegatifliği nedeniyle kendine özgü yüzey özellikleri, yüksek termal, kimyasal, hava şartlarına dayanım, mükemmel esneklik ve ultraviyole ve nükleer ışınımlara karşı dayanıklılık gibi çok yararlı ve istenen özellikleri vardır.
Bu çalışmada, hibrit sentezi teknolojisi kullanılarak, zincir uzatıcı olarak dimetilol propiyonik asit varlığında su bazlı poliüretan / bütil-florlu akrilat / silika hibrit emülsiyonları hazırlanmıştır. Hibrit emülsiyonlar aseton içermeyen bir yöntemle sentezlendi. Poliüretan / akrilik matris ile silika arasındaki etkileşimi arttırmak için 3- metakriloksipropiltrimetoksisilan reaksiyona birleştirme ajanı olarak katıldı. Akrilat ve silika içeriğinin, hazırlanan emülsiyonlar ve filmlerin fiziksel özelliklerine etkisi çeşitli karakterizasyon metotları kullanılarak detaylı olarak incelendi.
Haziran, 2014                                                                                            Hande SAVAŞ

Abstract:
As surface coating industry is growing rapidly in these years, studies related with synthesis of new materials are also increasing. Water-based polyurethane dispersions are a rapidly growing segment of the polyurethane coating industry due to environmental legislations such as the clean air act and also due to technological advances, that has made them an effective substitute for the solvent-based analogs. Based on water, they are of low VOC emission or VOC-free. Water-based polyurethane materials have been widely applied in adhesives, coatings, surface finishing, paper and textile industries. Waterborne polyurethanes have the drawbacks of high cost, low pH stability and limited outdoor durability, whereas acrylic polymers have an excellent water and weather resistance and lower cost. Emulsion containing both polyacrylic and polyurethane phase in each emulsion particle are expected to display excellent properties. Fluorinated polyurethane is a new class of functional materials. Fluorinated polymers have many useful and desirable features, such as unique surface properties, high resistance to thermal, chemical, and weatherability, excellent flexibility and resistance to ultraviolet radiation and nuclear radiation, owing to the low polarizability and strong electronegativity of the fluorine atom.
In this study, a hybrid synthesis technology had been used to prepare waterborne polyurethane / butyl-fluorinated acrylate / silica hybrid emulsions with dimethylol propionic acid as chain extender. Hybrid emulsions were synthesized by acetone-free method. In order to increase the interaction between polyurethane / acrylic matrix and silica, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane was incorporated to the reaction as coupling agent.  The effects of the acrylates  and silica contents on the physical properties of the resultant emulsions and cast films were investigated in detail using various characterization methods. 
June, 2014                                                                                                  Hande SAVAŞ