Polimer/montmorillonit kompozitlerin kimyasal yöntemle hazırlanması ve özelliklerinin belirlenmesi
Preparation of polymer / montmorillonite composites by chemical method and determination of properties
Yazar: SİBEL EROL DAĞ
Danışman: PROF. DR. MELTEM ÇELİK
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Polimer kompozitler = Polymer composites

Özet:
Polimer/montmorillonit kompozitlerin sentezi, karakterizasyonu ve bazı özelliklerinin belirlenmesi bu çalışmanın amacı olarak öngörülmüştür. Çalışmada, stiren (S), butil metakrilat (BMA) ve N-hidroksimetil akrilamit (HMAm) monomerleri, Na-montmorillonit (Na-MMT) ile değişik oranlarda karıştırılmıştır. Karışımlar sulu ortamda radikalik bir başlatıcı olan benzoil peroksit kullanılarak yerinde (in-situ) polimerizasyon yöntemi ile polimerleştirilerek polistiren (PS)/Na-MMT, poli(butil metakrilat) (PBMA)/Na-MMT ve poli(N-hidroksimetil akrilamit) (PHMAm)/Na-MMT kompozitleri hazırlanmıştır. Modifiye edilmemiş saf Na-montmorillonit yanında monomer derişimleri değiştirilerek hazırlanan kompozitlerin X-ışınları difraksiyonu (XRD), termogravimetrik analiz (TGA), diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC), taramalı elektron mikroskopisi (SEM), geçirimli elektron mikroskopisi (TEM), Fourier transform infrared spektroskopisi (FTIR) ve Brunauer-Emmett-Teller (BET) teknikleri ile karakterizasyonu yapılmıştır. Termal analiz sonuçları kompozitlerin termal bozunma ve camsı geçiş sıcaklıklarının saf polimere göre daha yüksek olduğunu göstermiştir. Taramalı elektron mikroskop görüntülerinden montmorillonitin polimer matriksi içinde homojen olarak dağıldığı, geçirimli elektron mikroskop görüntülerinden ise tabakalı kompozit oluştuğu gözlenmiştir. Na-montmorillonitin, özgül yüzey alanı ve özgül gözenek hacminin kompozitlerdeki polimer oranı yükseldikçe düştüğü görülmüştür. Ayrıca, kompozitlerin nem tutuculuk, su kapsamı ve antimikrobiyal özellikleri de incelenmiştir.

Abstract:
Synthesis, characterization and determination of some properties of polymer/montmorillonite composites have been proposed for the purpose of this work. In the study, styrene (S), butyl methacrylate (BMA) and N-hydroxymethyl acrylamide (HMAm) monomers at different ratio were mixed with Na-montmorillonite (Na-MMT). The mixtures were polymerized with in-situ technique using a radical initiator, benzoyl peroxide, in aqueous medium to prepare polystyrene (PS)/Na-MMT, poly (butyl methacrylate) (PBMA)/Na-MMT and poly (N-hydroxymethyl acrylamide) (PHMAm)/Na-MMT composites. Unmodified Na-MMT and also prepared composites with different ratio of monomers were characterized with X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared (FTIR). spectroscopy and Brunauer-Emmett-Teller (BET) techniques. The results of thermal analysis show that the thermal degradation and glass transition temperatures of composites are higher than pure polymers. Scanning electron microscope images showed that montmorillonite was homogeneously dispersed in the polymer matrix and layered composites was observed from transmission electron microscope images. Spesific surface area and spesific volume of Na-montmorillonite are seen to decreased as the ratio of polymer in the composites increases. In addition, moisture retention, water uptake and antimicrobial properties of the composites have been examined.