Poli(vinil alkol) (PVA)
bor minerali (BM) kompozit maddesinin hazırlanması, karakterizasyonu ve çözelti özelliklerinin incelenmesi / Preparation, characterization and solution properties of poly(vinyl alcohol) (PVA) / boron mineral (BM) composite material
Yazar: YASİN ÖZDEMİR
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN ZENGİN
Gaziantep Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, sanayide poli(vinil alkol) (PVA) polimeri ve bor minerali (BM) partiküllerinin önemi ışığında, PVA polimeri ve BM partiküllerinin karakteristik özellikleri üzerine araştırmalar yapılmıştır. Daha nitelikli kompozit maddeler hazırlayabilmek maksadıyla BM partiküllerinin ufalanması için ultrasonik parçalayıcı kullanılmıştır. Daha sonra poli(vinil alkol)/bor minerali (PVA/BM) kompozitleri ex-situ çözelti karışımı yöntemiyle hazırlanmış ve karakterizasyonları UV-Vis ve FT-IR spektroskopik metodlarıyla yapılmıştır. Hazırlanan bu maddelerden optik veya değişik endüstrilerde yer alan cihazlarda potansiyel kullanımı için saf PVA ve PVA/BM kompozitlerinin filmleri damlatma metoduyla üretilmiştir. Bu filmlerin kimyasal ve fiziksel özellikleri incelenmiştir. Değişik spektroskopik ve mikroskopik yöntemler kullanarak PVA ile BM'leri arasındaki etkileşimleri araştırılmıştır. UV-Vis ve FT-IR sonuçları hem BM partiküllerinin yapısında hem de PVA polimer ana zincirlerinde bulunan hidroksil grupları arasında güçlü etkileşimlerin olduğunu göstermiştir. BM partiküllerinin ve filmlerin morfolojileri SEM cihazı ile incelenmiştir. SEM analizleri, BM partiküllerinin kompozit film içinde homojen şekilde dispers ve iyi izole olduklarını, fakat bazı bölgelerinde topaklanma meydana geldiğini göstermiştir. BM partiküllerinin PVA film matriksi içerisindeki varlığı ve dağılımları EDX ile analiz edilmiştir. PVA ve PVA/BM kompozitlerinin kütle kaybı miktarları ve termal kararlılıkları TGA yöntemiyle tayin edilmiştir. İlaveten, hazırlanan maddelerin viskozite ve elektrolitik iletkenlik gibi çözelti özellikleri araştırılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda, yeni PVA/BM kompozit materyallerin, güneş enerjisi dönüşüm ve depolama sistemleri ve cihazlarında potansiyel kullanım için uygun şekilde sanayileştirilebileceği gösterilmiştir. Hazırlanan kompozitlerin ve filmlerin antimikrobiyal özellikleri ayrıca incelenmiştir.

Abstract:
In this study, in light of the importance of poly(vinyl alcohol) (PVA) polymer and boron mineral (BM) particles in industry, research on the characteristic features of PVA polymer and BM particles were carried out. Ultrasonic irradiation was used for the crumbing of BM particles in order to prepare more refined composite materials. Poly(vinyl alcohol)/boron mineral (PVA/BM) composites were then prepared by ex-situ solution mixing method and subsequent characterizations were performed by UV-Vis and FT-IR spectroscopic methods. Films of pure PVA and PVA/BM composites were produced from these materials using drop by drop method for potential use in optical or various industrial devices. The chemical and physical properties of these films were examined. Interactions between PVA and BM were investigated by using different spectroscopic and microscopic methods. The UV-Vis and FT-IR results revealed strong interactions between hydroxyl groups present in both the structure of the BM particles and on the PVA polymer main chains. The morphologies of the BM particles and films were examined by the SEM device. SEM analyses revealed that BM particles were homogeneously dispersed and well isolated in the composite films, but some agglomerates occurred in some regions of the composite films. The presence and distributions of the BM particles in the PVA film matrix were analyzed by EDX. The mass loss amounts and thermal stability of PVA and PVA/BM composites were determined by TGA method. Further, the solution properties of the prepared materials such as viscosity and electrolytic conductivity were investigated. As a result of these studies, new PVA/BM composite materials were shown to be suitably industrialized for potential usage in solar energy conversion and storage systems and devices. The antimicrobial properties of the prepared composites and films were also investigated.