Polieterlerin katı-sıvı faz değişim yoluyla ısıl enerji depolama malzemesi olarak sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of polyethers as phase change materials for thermal energy storage
Yazar: MUKADDES ÜLKÜ ÖNDER
Danışman: DOÇ. DR. CEMİL ALKAN
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Enerji depolama = Energy storage ; Polietilen glikoller = Polyethylene glycols ; Politetrahidrofuran = Polytetrahydrofuran

Özet:
Bu çalışmada, polieterlerin katı-sıvı faz değişim yoluyla ısıl enerji depolama özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla politetrahidrofuran ve polietilen glikol polimerleri hazır alınmış, poli(1,3,5-trioksan), ve poli(1,3-dioksalan) polimerleri ise laboratuar ortamında 3'er farklı molekül ağırlığında halka açılma polimerizasyonu yöntemiyle sentezlenmiştir. Sonuç olarak 4 farklı tip polieter polimerinin farklı molekül ağırlıklarındaki türleri ısıl enerji depolama özellikleri için test edilmiştir. Bu çalışmada kullanılan polieterler şu ana kadar faz değişim yoluyla enerji depolama maksadıyla kullanılan polietilen glikol polimerine benzer yapıdadır. Polietilen glikol polimerleri yüksek enerji depolama yoğunluğuna ve molekül ağırlığına göre değişen faz değişim sıcaklığına sahip polimerler olmakla birlikte yüksek aşırı soğuma eğilimleri nedeniyle kullanılabilmeleri zordur. Çalışma kapsamında değerlendirilen polieterlerin faz değişim sıcaklıkları, enerji depolama yoğunlukları ve aşırı soğuma eğilimleri üzerine durulmuştur. Ayrıca üretilen polimerlerin ve satın alınan politedrahidrafuran polimerinin hidroksil gurup sonlarına sahip olmaları nedeniyle polietilen glikol polimerlerine alternatif olarak polimerik katı-katı faz değişim materyalleri üretmek için düşünülebilir. Sentezlenen FDM'lerin yapısal karakterizasyonlarının belirlenmesi için FT-IR spektroskopisi kullanılmıştır. Erime-katılaşma sıcaklıkları ile entalpileri ve bozunma sıcaklıkları Diferansiyel Taramalı Kalorimetre ve Isıl Gravimetrik analiz cihazları ile belirlenmiştir.

Abstract:
In this work, determination of thermal energy storage properties of polyethers by means of solid-liquid phase change is aimed. Fort his purpose, polytetrahydrofuran and polyethylene glycol polymers were purchased as poly(1,3,5-trioxane) and poly(1,3-dioxolane) polymers were synthesized at three different molecular weights by ring opening polymerization. As a result, 4 different types of polyether polymers at various molecular weights were tested for their thermal energy storage properties. The polyethers having been used study are at similar structures with polyethylene glycol polymers having been used as phase change materials for thermal energy storage. In spite of the fact that polyethylene glycols are having high energy storage density and phase change temperature variations according to their molecular weights, they have subcooling causing difficulty in usage. In the scope of this study phase change temperatures, energy storage density and subcooling properties of the considered polyethers will be considered. Besides the produced polyethers and purchased polytedrahydrofuranes can be considered as alternatives of polyethylene glycol polymers for the synthesis of polymeric solid-solid phase change materials due to hydroxyl chain ends. FT-IR spectroscopy was used for performing structural characterization of synthesized PCMs. Melting and solidification temperatures and enthalpies and decomposition temperatures were determined using Differential scanning calorimetry and thermal gravimetric analysis instruments.