İndol-Karbazol ve İndol-Tiyofen komonomerlerinin sentezi, elektropolimerizasyonu ve karakterizasyonu
Synthesis, electropolymerization and characterizatıon of Indole-Carbazole and Indole-Thiophene comonomers
Yazar: MEHMET ERGİNER
Danışman: PROF. DR. ESMA SEZER
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
İletken polimerler optik ve elektronik özellikleri dolayısıyla elektrokromik aletler, aynalar, optik ekranlar, kamuflaj maddeleri, uzay mekiklerindeki termal kontroller ve akıllı camlardaki solar kontrollerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Polipirol, polianilin, politiyofen, poli(3,4-etilendioksitiyofen) poli(p-fenilen vinilen), poliasetilen en çok incelenen iletken polimerler arasında yer alırken, poliindol düşük iletkenliği ve zayıf mekanik özellikleri nedeniyle çok fazla incelenmemiştir. Yapısında birden fazla reaksiyon verebilecek pozisyon bulunması sebebiyle polimerizasyon mekanizması konusunda tam bir anlaşmaya varılamamıştır. Bu yüzden indolün oksidatif polimerizasyon mekanizmasının anlaşılması uygulama alanlarının geliştirilmesi açısından önemli bir ipucudur. Polimerizasyon koşullarının yada indolün modifikasyonu ile istenen özelliklere sahip polimer eldesi mümkün olabilmektedir. İndolün değişik pozisyonlarına istenilen özelliklere sahip fonksiyonel grupların sübstitusyonu, başka monomerlerle kopolimerizasyonu ya da kompozitlerinin eldesi bu amaçla başvurulan yaygın metotlar arasındadır. Bu çalışmada hem indolün dezavantajlarını giderebilmek hem de literatürde mekanistik alandaki çalışmalara katkı sağlayabilmek amacıyla indolün 4, 5, 6, 7 pozisyonlarına karbazol ve tiyofen sübstitüe edilerek sekiz adet yeni komonomer sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir. Daha sonra bu komonomerler elektrokimyasal olarak polimerleştirilmiş, elde edilen polimerik filmler elektrokimyasal ve spektrofotometrik yöntemler kullanılarak karakterize edilmiştir. Polimerlerin kapasitif özeliklerini belirlemek üzere elektrokimyasal empedans ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca polimerik filmlerin katı iletkenlikleri dört nokta prob ölçüm yöntemiyle belirlenmiştir. Sentezlenen komonomerdeki bağlanma pozisyonunun polimerik filmin iletkenlik, elektrokromik, optik ve kapasitif özellikleri üzerindeki etkisine göre hangi yapının hangi özellik açısından uygun olduğu konusunda değerlendirmelerde bulunulmuştur.

Abstract:
Owing to the optical and electronic properties, conducting polymers commonly used in electrochromic devices, mirrors, optical screens, camouflage materials, thermal control in space vehicles and smart windows. Although polypyrrole, polyaniline, polythiophene, poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(p-phenylene vinylene), polyacetilene are commonly used conducting polymers, polyindoles (PIn) are rarely investigated due to their low conductivities and poor mechanical properties. The polymerization mechanism of which affects the properties in as much as it influences the microstructure and the molecular weight distribution is still debatable due to several reaction position of indole ring. Therefore, the mechanism of the oxidative polymerization of indole is the clue for understanding the transformations of PIn, and hence its properties and application spectrum. It is possible to obtain desired polymer by modification of indole or polymerization conditions. Substitution of indole at different position with favorible functional group, copolymeization or composite formation are the methods that commonly applied for this purpose. In this study eight new comonomers were synthesised by substitution of indole thorough 4, 5, 6, 7 pozitions with carbazole and thiophene and characterized with the aim of overcoming the disadvantage of indole and contribution to mechanistical studies in literature. Then these comonomers electrochemicaly polymerized and the polymeric film were characterized by electrochemical and spectrophotometric methods. Solid state conductivities of polymeric films were obtained with four point probe conductivity measurements. The capasitive behaviour of polymers were investigated by electrochemical impedance spectroscopic measurements. According to the effect of the substitution pozitions of synthesized comonomers on the conductivity, electrochoromic, optic and capacitive properties of polymeric film, the approprate stuructures were suggested.