PEG yan zincirli karbazol polimer esaslı UV korumalı buğulanmayan cam yüzey üretimi
PEG side chain carbazole polymer based UV protected anti-fog glass surface production
Yazar: ARZU KORTUN
Danışman: DOÇ. DR. UĞUR CENGİZ
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Absorpsiyon = Absorption ; Islanabilirlik = Wettability ; Karbazoller = Carbazoles ; İnce filmler = Thin films

Özet:
Buğulanma, şeffaf bir yüzeyin netliğini önemli ölçüde azaltabilir, bu durum günlük hayatta rahatsız edici ve tehlikeli olabilir. Süperhidrofilik (süper su seven) yüzeyler, üzerinde su ile 10˚ ve altı temas açı veren yüzeyler olarak tanımlanırlar. Bu yüzeylerin buğulanmama ve kendi kendini temizleme gibi özellikleri vardır. Bu alanda polietilen glikol polimerleri (PEG) yapısında suyu seven oksijen atomları sayesinde hidrofilik özellik göstermektedirler. Cam yüzeylerin güneş ışığının zararlı radyasyonu olan UV bölgeyi geçirmemesi de oldukça önemlidir. Konjuge polimerlerin önemli bir sınıfı olan karbazol polimerleri herhangi bir elektron akseptör ile birlikte polimerleştirilmediklerinde genellikle sadece UV bölgede absorpsiyona sahiptirler ve nötral basamakta şeffaf/renksiz formdadırlar. Bu özellikleri sayesinde cam yüzeyine kaplandıklarında şeffaf/renksiz ve aynı zamanda UV ışığı geçirmeyen yüzeyler elde edilebilir. Bu çalışmada ışık geçiren, buğulanmayan, yüksek mekanik dayanımlı ve 400 nm altında UV absorplayan cam yüzeyler üretilmiştir. Yapılan çalışmada ilk olarak karbazol konjuge yapılar içeren ve yan gruplarında polimere hidrofilik karakter kazandıracak farklı uzunluklarda PEG grupları ihtiva eden bir dizi polimerin sentezi gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen polimerlerin yapıları FT-IR ve 1H-NMR teknikleri ile aydınlatıldıktan sonra, optik ve elektrokimyasal ölçümler vasıtasıyla ile HOMO-LUMO enerji seviyeleri belirlenmiştir. Sentezlenen polimerlere ditiyol bazlı çapraz bağlayıcı eklenerek tiyol-en klik reaksiyonu gerçekleştirilmiştir. Polimer yapısı belirlendikten sonra püskürtme ve döndürme teknikleri ile cam yüzeyine ince filmler oluşturulmuştur. Üretilen yüzeylerin morfolojileri SEM ve AFM ile belirlenmiştir. Hazırlanan ince filmlerin ıslanabilirlik özellikleri yüzey temas açısı cihazı ile ölçülmüştür.

Abstract:
Condensation can significantly reduce the clarity of a transparent surface, which can be uncomfortable and dangerous in everyday life. Superhydrophilic (super water-loving) surfaces are defined as surfaces that have a contact angle of 10˚ and below with water. These surfaces have features such as anti-fogging and self-cleaning. In this area, polyethylene glycol polymers (PEG) show hydrophilic properties thanks to the water-loving oxygen atoms in their structure. It is also very important that glass surfaces do not pass the UV region, which is the harmful radiation of sunlight. Carbazole polymers, which are an important class of conjugated polymers, usually only absorb in the UV region when they are not co-polymerized with any electron acceptor and are in a transparent/colorless form in the neutral step. Thanks to these properties, when coated on the glass surface, transparent/colorless and at the same time UV light-proof surfaces can be obtained. In this study, light-transmitting, non-fogging, high mechanical strength and UV-absorbing glass surfaces below 400 nm were produced. In the study, firstly, a series of polymers containing carbazole conjugated structures and PEG groups of different lengths in their side groups to give the polymer a hydrophilic character were synthesized. After the structures of the synthesized polymers were illuminated with FT-IR and 1H NMR techniques, HOMO-LUMO energy levels were determined by means of optical and electrochemical measurements. The thiol en click reaction was performed by adding dithiol-based crosslinker to the synthesized polymers. After the polymer structure was determined, thin films were formed on the glass surface by sputtering and spinning techniques. The morphologies of the produced surfaces were determined by SEM and AFM. The wettability properties of the prepared thin films were measured with the surface contact angle device.