Sıvı kristallerin termodinamik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of thermodynamic properties of liquid crystals
Yazar: AYŞE ERDOĞAN ÇAKAR
Danışman: PROF. DR. ÖZLEM CANKURTARAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fiziksel Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Sıvı kristaller = Liquid crystals ; Termodinamik özellikler = Thermodynamic properties ; Ters gaz kromatografisi = Inverse gas chromatography ; Yüzey özellikleri = Surface properties ; İzomerler = Isomers

Özet:
Bu tezde 4- [4- ((S) - 3,7- dimetilokiloksi) fenoksi) karbonil] fenil - 4 - (n- oktiloksi) benzoat (DPCPB) sıvı kristali, 4- [4 - ((S) -3,7-dimetiloktiloksi) fenoksi) karbonil] fenil-4- (n-desiloksi) benzoat (DPDEB) sıvı kristali ve 4- [4- ((S) - 3,7- dimetiloktiloksi) fenoksi) karbonil] fenil-4-(n- dodesiloksi) benzoat (DPDOB) sıvı kristali Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) ve Polarize Optik Mikroskop (POM) ile incelendi ve sıvı kristal özellikleri belirlendi. Daha sonra Ters Gaz Kromatografisi (TGK) yöntemi kullanılarak DPCPB, DPDEB ve DPDOB sıvı kristallerinin faz geçiş sıcaklıkları, izomerleri ayırma gücü,  termodinamik ve yüzey özellikleri araştırıldı. Öncelikle izobutil alkol, n-butil alkol, ter-butil alkol, izobutil asetat, ter-butil asetat, n-butil asetat çözücüleri için alıkonma diyagramları çizildi. Çizilen alıkonma diyagramları yardımıyla sıvı kristallerin faz geçiş sıcaklıkları ve termodinamik denge bölgesi belirlendi. Düşük sıcaklık bölgesinde Dorris-Gray Metodu ve Schultz Metodu ile yüzey serbest enerjisinin dağtıcı bileşeni, γ_S^D değerleri belirlendi. Her bir sıvı kristalin serbest yüzey enerjisi değişimi 〖∆G〗_A^S, adsorpsiyon entalpisi 〖∆H〗_A^S,  adsorpsiyon entropisi 〖∆S〗_A^S,  Lewis asit ve baz parametreleri K_A ve K_D hesaplandı. Ayrıca bu bölgede izomerleri ayırma gücü α_A incelendi. Termodinamik denge bölgesinde ise Flory-Huggins Etkileşim Parametre Değerleri χ_12^∞, Hal Denklemi Teorisi Etkileşim Parametre Değerleri χ_12^*, Sonsuz Seyreltiklikteki Mol Fraksiyon Aktivite Katsayıları γ_1^∞, Hal Denklemi Teorisi Etkin Değişim Enerji Parametre Değerleri X_eff, karışımın artık kısmi molar entalpi (∆H ̅_1^(E,∞)) ve entropi (〖∆S ̅〗_1^(E,∞) ) değerleri hesaplandı. Sonuçlar DSC ve POM ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı.

Abstract:
In this thesis, 4- [4- ((S) - 3,7 - dimethyloalkyloxy) phenoxy) carbonyl] phenyl - 4 - (n-octyloxy) benzoate (DPCPB), 4- [4- ((S))) - 3,7 - dimethyloctyloxy) phenoxy) carbonyl] phenyl - 4 (n- decyloxy) benzoate (DPDEB) and 4- [4- ((S) - 3,7 - dimethyloctyloxy) phenoxy) carbonyl] phenyl - 4 - (n - dodecyloxy) benzoate (DPDOB) liquid crystals were examined by Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Polarized Optical Microscope (POM) and liquid crystal properties were determined. Then, the phase transition temperatures, separation power of isomers, thermodynamics and surface properties of DPCPB, DPDEB and DPDOB liquid crystals were investigated using the Inverse Gas Chromatography (IGC) method. First of all, retention diagrams were drawn for isobutyl alcohol, n-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl acetate, ter-butyl acetate, n-butyl acetate solvents. With the help of the drawn retention diagrams, the phase transition temperatures of the liquid crystals and the thermodynamic equilibrium region were determined. In the low temperature region, the dispersive component of the surface free energy, γ_S^D, was determined by Dorris-Gray Method and Schultz Method. Free surface energy change 〖∆G〗_A^S, adsorption enthalpy 〖∆H〗_A^S, adsorption entropy 〖∆S〗_A^S, Lewis acid and base parameters K_A and K_D were calculated for each liquid crystal. In addition, the separation power α_A of isomers in this region was examined. In the thermodynamic equilibrium region, Flory-Huggins Interaction Parameter Values χ_12^∞, Equation of State Theory Interaction Parameter Values χ_12^*, Mole Fraction Activity Coefficients in Infinite Dilution γ_1^∞, Equation of State Effective Change Energy Parameter Values X_eff, residual partial molar enthalpy (∆H ̅_1^(E,∞)) and entropy (〖∆S ̅〗_1^(E,∞) ) value were calculated. The results were compared with those obtained with DSC and POM.