ATRP
halka açılma bir arada yöntemiyle polimerik yağ asidi graft kopolimerlerin sentezi, karakterizasyonu ve organik elektronik cihaz uygulamaları / Synthesis, characterization and organic electronic device applications of polymeric fatty acid graft copolymers via the ATRP / ring opening copolymer method in one-pot.
Yazar: MURAT GÜREL
Danışman: DOÇ. DR. ABDULKADİR ALLI ; DOÇ. DR. AHMET DEMİR
Düzce Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu çalışmada, poli[(linoleik asit)-g-(stiren)-g-(ε-kaprolakton)] (PLina-g-PSt-g-PCL) graft kopolimerlerinin sentezlenmesi ve bu graft kopolimerlerin organik alan etkili transistörü (OFET) olarak cihaz uygulamalarında kullanılması amaçlanmıştır. Çalışmada polimerik linoleik asit başlatıcı olarak kullanılarak tek adımlı (one-pot) reaksiyon yöntemi ile poli[(linoleik asit)-g-(stiren)-g-(ε-kaprolakton)] (PLina-g-PSt-g-PCL) graft kopolimerleri sentezlenmiştir. Tek adımlı (one-pot) reaksiyon yöntemi polimerik linoleik asit içerisinde bulunan hidroksil grupları, ε-kaprolaktonun halka açılma polimerizasyonuyla ve linoleik asit içerisindeki brom uçları stirenin atom transfer radikal polimerizasyonunun tek adımda birleştirilmesiyle gerçekleştirilmiştir. Daha sonra; poli(linoleik asit), 1/1, 1/5, 1/10 ve 1/20) oranlarında bromlama yapılarak PLina-g-PSt-g-PCL graft kopolimerleri makrobaşlatıcı olarak kullanılmıştır. Graft kopolimerler üzerinde stiren monomerinin konsantrasyonu artırılarak graft kopolimerler üzerindeki etkisi incelenmiştir. Elde edilen graft kopolimerlerin kimyasal karakterizasyonları; proton nükleer manyetik rezonans spektroskopisi (1H NMR), Jel geçirgenlik kromatografisi (GPC), fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), termogravimetrik analiz (TGA) ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) teknikleri kullanılarak yapılmıştır. PLina-g-PSt-g-PCL graft kopolimerlerini izolatör tabaka olarak kullanmak amacıyla OFET üretimi gerçekleştirilmiştir. Aktif katman olarak Poli(3-heksiltiyofen) (P3HT) kullanılmıştır. Önceden şekillendirilmiş OFET alt tabakaları kaynaklama/deşarj elektrotları olarak kullanılmıştır. Kapasitans ölçümü için aynı yöntem kullanılarak ITO/P3HT/PLina-g-PSt-g-PCL/Al yapısı hazırlanmıştır. Çıkış ve aktarım akım gerilim özelliklerini elde etmek için OFET cihazlarının elektriksel karakterizasyonları karanlıkta ve hava atmosferinde gerçekleştirilmiştir. Kapasitans-frekans grafiğinden, eşik gerilimi (VTh), alan etkisi hareketliliği ve açık/kapalı akım oranı (Ion/off) gibi cihazların temel özellikleri elde edilmiştir. Stiren konsantrasyonuna bağlı olarak üretilen OFET cihazlarındaki temel elektriksel parametreler detaylı bir şekilde incelenmiştir. Üretilen PLina-g-PSt-g-PCL OFET'lerinin düşük VTh, olağanüstü hareketlilik ve Ion/off değerleri gibi pozitif cihaz özellikleri sergilediği gözlemlenmiştir.
Anahtar Sözcükler: Linoleik asit; Stiren; ε-kaprolakton; ATRP; ROP; One-pot; OFET.

Abstract:
In this study, poly[(linoleic acid)-g-(styrene)-g-(ε-caprolactone)] (PLina-g-PSt-g-PCL) graft copolymers were synthesized and these graft copolymers were used as organic field effect transistors (OFET) for use in device applications. In the study, poly[(linoleic acid)-g-(styrene)-g-(ε-caprolactone)] (PLina-g-PSt-g-PCL) graft copolymers was synthesized by one-pot reaction method using polymeric linoleic acid as the initiator. With a one-pot reaction method, the hydroxyl groups in polymeric linoleic acid were combined by ring-opening polymerization of ε-caprolactone and the bromine ends in linoleic acid were combined by atom transfer radical polymerization of styrene in one step. Later; PLina-g-PSt-g-PCL graft copolymers were used as macroinitiators by bromination at the ratios of poly(linoleic acid), 1/1, 1/5, 1/10 and 1/20). By increasing the concentration of styrene monomer on graft copolymers, its effect on graft copolymers was examined. Chemical characterizations of the obtained graft copolymers; It was performed using proton nuclear magnetic resonance spectroscopy (1H NMR), gel permeation chromatography (GPC), fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) techniques. OFET production was carried out in order to use PLina-g-PSt-g-PCL graft copolymers as an insulator layer. Poly(3-hexylthiophene) (P3HT) was used as the active layer. Preformed OFET substrates were used as source/discharge electrodes. For capacitance measurement, the ITO/P3HT/PLina-g-PSt-g-PCL/Al structure was prepared using the same method. Electrical characterizations of OFET devices were carried out in the dark and in an air atmosphere to obtain the output and transfer current voltage characteristics. From the capacitance-frequency graph, the basic characteristics of the devices such as threshold voltage (VTh), field effect mobility and on/off current ratio (Ion/off) were obtained. Basic electrical parameters in OFET devices produced depending on styrene concentration have been examined in detail. The fabricated PLina-g-PSt-g-PCL OFETs were observed to exhibit positive device properties such as low VTh, outstanding mobility, and Ion/off values.
Keywords: ATRP-ROP, ε-caprolactone, Linoleic acid, OFET, One-pot, Styrene;