Poli (tiyofen-3-boronik asit)'in elektrokinetik, dielektrik, elektroreolojik ve endüstriyel titreşim sönümleme uygulamalarının araştırılması
Investigation of electrokinetic, dielectric, electrorheologic and industrial vibration damping applications of poly(thiophene-3-boronic acid)
Yazar: ÖMER YUNUS GÜMÜŞ
Danışman: PROF. DR. HALİL İBRAHİM ÜNAL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Yarı iletken poli(tiyofen-3-boronik asit) (PTBA) nanotanecikleri (NH4)2S2O8 kullanılarak sentezlendi ve nanotaneciklerin yapısal, morfolojik ve yüzey karakterizasyonu çeşitli teknikler ile gerçekleştirildi. PTBA(aq) dispersiyonlarının elektrokinetik özellikleri çeşitli elektrolitler ve yüzey aktif maddeler varlığında zeta ()-potansiyel ölçümleri ile incelendi. PTBA nanotanecikerlinin silikon yağı (SO) içinde dağıtılması ile hazırlanan PTBA/SO dispersiyon sisteminin dielektrik özellikleri belirlenerek polarlanabilirliği incelendi. PTBA/SO dispersiyon sistemine iyonik olmayan yüzey aktif madde Triton X-100 ilavesi ile hazırlanan PTBA/SO/Triton-X dispersiyon sistemleri için polarlanabilirliğin arttığı gözlemlendi. PTBA/SO/Triton-X dispersiyon sisteminin optik mikroskop görüntüleri incelendiğinde PTBA nano taneciklerinin bir araya gelerek mikro topaklar (clusters) oluşturduğu gözlemlendi. Bu artışın mikrotopaklar oluşumu ile dipol merkezlerin artmasından kaynaklandığı sonucuna varıldı. PTBA/SO/Triton-X dispersiyon sisteminin kolloidal kararlılığı hem -potansiyeli hem de çökelme oranları ölçümleri ile incelendi. Ardından PTBA/SO/Triton-X dispersiyon sisteminin elektroreolojik (ER) özellikleri reometre ile farklı elektrik alan (E) kuvvetleri altında araştırıldı. Kayma hızı kontrollü deneyler ile dispersiyonun akış eğrileri belirlendi ve akış karakteristikleri Cho-Choi-Jhon reolojik modelin eşitliği fit edildi. Osilasyon deneylerinden elde edilen elastik modül (G) ve viskoz modül (G) değerleri PTBA/SO/Triton-X dispersiyon sisteminin titreşim sönümle özelliğinin olduğunu ortaya çıkardı. Ayrıca sürünme ve sürünme-geri kazanım testlerinden tersinir lineer olmayan viskoelastik deformasyonların olduğu ve akıllı malzemeler olarak sınıflandırılabileceği anlaşıldı

Abstract:
Semiconducting poly(thiophene-3-boronic acid) (PTBA) nanoparticles were synthesized using (NH4)2S2O8 and structural, morphological and surface characterizations of the nanoparticles were carried out by various well known techniques. Electrokinetic properties of PTBA(aq) dispersions were determined by zeta ()-potential measurements in aqueous medium in presence of various electrolytes and surfactants. Dielectric properties of PTBA/SO dispersion system prepared by dispersing PTBA nanoparticles in silicone oil (SO) were investigated. Increased polarizability was observed for PTBA/SO/Triton-X dispersion system prepared by addition of non-ionic surfactant Triton-X to PTBA/SO dispersion. Optic microscope images reveal the formations of micro clusters by the PTBA nanoparticles with the presence of non-ionic surfactant Triton X-100. It is concluded that enhanced polarizability driven by the increased number of dipole centers in the structures of micro clusters. Colloidal stability of PTBA/SO/Triton-X dispersion system was investigated by -potential and sedimentation ratio measurements. Electrorheological (ER) properties of PTBA/SO/Triton-X dispersion system under various electric field (E) strengths were studied with rheometer. Flow curves of the dispersion were determined with controlled shear rate experiments and the flow characteristics were examined via rheological equation of Cho-Choi-Jhon model. Values of elasticity modulus (G) and viscous modulus (G) obtained by oscillation experiments revealed the vibration damping capability of PTBA/SO/Triton-X dispersion. Further, reversible nonlinear viscoelastic deformations were detected from the creep-recovery tests and classified as a smart one.