Allil triklorsilan ve diklormetil vinilsilan monomerlerinden polikarbosilin polimer türlerinin sentezi
The synthesis of polycarbosilyne polymer derivatives using allyl trichlorosi̇lane and dichloromethyl vinylsilane as monomers
Yazar: GİZEM EMİNE BAYOL
Danışman: DOÇ. DR. YUSUF NUR
Mustafa Kemal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Elektropolimerizasyon =   ; Elmas = Diamond ; Silisyum karbür = Silicon carbide

Özet:
Elmas, silisyum karbür (SiC) ve elmas benzeri karbon gibi seramik malzemelerin üretimi günümüzde zor ve pahalı tekniklerle yapılmaktadır. Seramik üretiminde kullanılan ön polimerler bu tür malzemelerin üretimini kolaylaştıracak ve ucuzlatacak potansiyele sahiptirler. Polikarbin, polisilin ve polisilan polimerleri seramik üretiminde kullanılan ön polimerlerden en yaygın olanlarıdır. 3 boyutlu ağ örgülü yapı sadece polikarbin ve polisilinlerden üretilebilirler. Bu tür polimerler atmosfer basıncında ve inert atmosferde 1000oC sıcaklıkta işlenmeleri ile seramik malzemeye dönüşmektedirler. Polikarbin ve polisilin ön polimerleri Wurtz sentezi, Wurtz sentezi/ultrases ve elektrokimyasal olarak sentezlenebilmektedirler. Wurtz sentezi ve sonokimyasal yaklaşım üretim koşullarının zorluğu nedeni ile donanımlı ve pahalı cihazlarla küçük ölçeklerde üretim için laboratuvarlarda kullanılabilir bir yöntemdir. Bu nedenle Wurtz sentez yöntemi bu iş için pratik bir yöntem değildir. Elektrokimyasal yöntem daha büyük ve her ortamda üretime olanak verdiği gibi maliyet açısından da çok ucuzdur. Bu polimerler yaygın olarak kullanılan (THF, DCM gibi) çözücülerde çözünebilir oldukları için herhangi bir yüzeye istenilen kalınlıkta kaplanabilirler, bu kaplamalar o yüzeylerde seramik filme dönüştürülebilir veya çözeltilerinden fiber üretilebilir. Günümüzde Wurtz sentezi ile polikarbin veya polisilinlerden kopolimerler üretimi literatüre sınırlı sayıda kazandırılmıştır. Trihalo organik veya trihalo silan monomerlerinin -6V veya -8V potansiyelde elektrolizi ile polikarbin veya polisilin polimerlerine dönüştürülebilmektedir. 
Bu tez kapsamında allil triklorsilan ve diklormetil vinilsilan monomerlerinden yola çıkılarak polikarbosilin polimer türleri elektrokimyasal yöntemle ilk defa sentezlenecektir. Monomerler farklı karbon bileşimine sahiptirler ve monomerde bulunan alkil grubu polimerleşmeye katılmaktadır. Karbon kaynağının ana zincir üzerinde olması nedeni ile üretilecek seramik malzemelerin özellikleri önemli derecede etkilenecektir. Örneğin seramik sahip olacağı karbon oranına göre daha yumuşak veya daha sert olabilecektir. Bu tür polimerler basit bir yöntem olan ısıl işlemlerden geçirilerek SiC ve SiO2 toz seramik malzemelerin üretimi yapılacaktır.

Abstract:
The production of ceramic materials such as diamond, silicon carbide (SiC) and diamond-like-carbon (DLC) is difficult and expensive to be done with today's technology. Prepolymers used in ceramic production have a potential to facilitate and cheapen the production of such materials. Polycarbyne, polysilanes and polysilynes polymers are most commonly used in ceramic production of prepolymers. 3-dimensional network (3D-network) structure can only be produced from polycarbynes and polysilynes. Such polymers are converted to the ceramic materials under atmospheric pressure and at 1000°C temperature in an inert atmosphere. Polysilynes and polycarbyne prepolymers can be synthesized via Wurtz synthesis, the combination of ultrasound application and Wurtz synthesis, and electrochemical synthesis. Due to the difficulty of Wurtz synthesis and sonochemical approach, those can only be used in a laboratory and special production environments that are equipped for production in small scale with expensive equipment. Therefore, Wurtz synthesis method is not a practical method for this production. Electrochemical method allows the production to be feasible in any environment in any scale. Also, it is a quite cheap method when it is compared with other methods. These polymers can be coated to any surface at the desired thickness, and then these films can be converted to the ceramic films on those surfaces or fibers can be produced from their solutions since they are soluble in common solvents (such as THF, DCM). Today, copolymers from polycarbyne or polysilanes by Wurtz synthesis was achieved in limited production. Polycarbyne or polysilyne prepolymers are also produced with the -6V and -8V potential electrolysis of trihalo organic or trihalo silane, which method is applied in the thesis. 
In this thesis, allyl trichlorosilane and dichloromethyl vinylsilane are chosen as monomers to synthesize polycarbosilynes via electrochemistry yet to take place for the first time in the literature. Monomers contain carbons with different content and alkyl group participates in polymerization. The properties of the ceramic material to be produced will be significantly affected since the carbon source is on the main chain. For example, ceramic will be softer or harder depending on the carbon ratio. SiC and SiO2 ceramic powder will be produced via the heat treatment of such polymers.