Alkil ve alkiloksi siyanobifenil-benzoik asit sıvı kkristaller ve karışımlarının faz dönüşümleri
Phase transitions of alkyl and alkyloxy cyanobiphenyl-benzoic acid liquid crystals and their mixtures
Yazar: MUSTAFA OKUMUŞ
Danışman: PROF. DR. ŞÜKRÜ ÖZĞAN
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Faz dönüşümleri = Phase transformations ; Sıvı kristaller = Liquid crystals ; Termal analiz = Thermal analysis

Özet:
Nematik sıvı kristaller 4-hekzil-4'-siyanobifenil (6CB), 4-oktil?4'-siyanobifenil (8CB), 4-oktiloksi?4'-siyanobifenil (8OCB), 4-hekzilbenzoik asit (6BA), 4-(oktiloksi)benzoik asit (8OBA) ve 4-(desiloksi)benzoik asitin (10OBA) ikili karışımları Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC), Ultra-viole spektrofotometre (UV) ve Polarize Optik Mikroskop (POM) ile araştırıldı. Faz geçiş sıcaklıkları, entalpileri ve entropileri DSC üzerinde kalorimetrik metotlar kullanarak tayin edildi. DSC ve POM sonuçları, ikili karışımlarda smektik ve nematik faz geçişlerinin varlığını açıkça göstermektedir. 8CB/8OCB ve 6CB/8CB karışımlarının elde edilen faz geçiş sıcaklık değerleri saf bileşenlerin değerleri arasında olmaktadır. İkili karışımların faz geçiş sıcaklık değerleri ısıtma oranının 2 oC/dak'dan 20 oC/dak'ya artmasıyla açıkça artmaktadır. 6CB/8CB karışımının ikili faz diyagramı, DSC datalarından ve teoriksel hesaplamalardan elde edildi. Deneysel faz diyagramı hesaplanan faz diyagramına yaklaşık olarak benzemektedir. 8CB/8OCB, 6CB/8CB ve 6BA/10OBA sıvı kristal karışımlarının faz geçişleri için aktivasyon enerjileri hesaplandı. Sıvı kristaller 6CB, 8CB, 8OCB ve onların ikili karışımlarının absorptivite katsayılarını karakterize etmek için UV deneyleri yapıldı. Molar absorptivite ve maksimum soğurulma dalga boyu kloroform çözelti içinde UV spektrofotometre ile belirlendi. 6CB/8CB ve 8CB/8OCB karışımlarının maksimum soğurulma dalga boyu, 8CB'nin 6CB ve 8OCB içinde ağırlıkça yüzdeliğinin azalmasıyla, alkil zincirinin farklı uzunluklarının sonucu olarak artmaktadır. Saf sıvı kristaller 6BA, 8OBA, 10OBA ve ikili karışımlarının morfolojik tekstürleri ve faz geçiş sıcaklıkları POM ile araştırıldı. Elde edilen faz geçiş sıcaklık değerleri DSC sonuçları ile uyum içerisindedirler.

Abstract:
The binary mixtures of nematic liquid crystals 4-hexyl-4'-cyanobiphenyl (6CB), 4-octyl?4'-cyanobiphenyl (8CB), 4-octyloxy?4'-cyanobiphenyl (8OCB), 4-hexylbenzoic acid (6BA), 4-(octyloxy)benzoic acid (8OBA) and 4-(decyloxy)benzoic acid (10OBA) have been investigated by means of Differential Scanning Calorimetry (DSC), Ultra-violet absorption spectrophotometry (UV) and Polarize Optic Microscope (POM). The phase transition temperatures, enthalpies and entropies have been determined by using calorimetric methods on DSC. The DSC and POM results indicated clearly that the existence of smectic and nematic phase transitions in binary mixtures. The obtained phase transition temperature values of 8CB/8OCB and 6CB/8CB mixtures were between the data of their pure blends. The phase transition temperature values of binary mixtures have clearly increased with increasing heating rate from 2 oC/min to 20 oC/min. The binary phase diagram of 6CB/8CB mixture was obtained from DSC data and theoretical calculations. The experimental phase diagram is approximately similar to the calculated phase diagram. The activation energies were calculated for the phase transitions of 8CB/8OCB, 6CB/8CB and 6BA/10OBA liquid crystal mixtures. UV experiments were carried out to characterize the absorptivity constants of liquid crystals 6CB, 8CB, 8OCB and their binary mixtures. The molar absorptivity and maximum absorbtion wavelengths are occured in chloroform solution by UV spectrophotometry. The maximum absorption wavelength of the 6CB/8CB and 8CB/8OCB mixtures increases with decreasing percent weight of 8CB in 6CB and 8OCB, a result associated with the different lengths of the alkyl chain. Morphologic textures and phase transition temperatures of the pure liquid crystals 6BA, 8OBA, 10OBA, and their binary mixtures were investigated by means of POM. The obtained values of phase transition temperatures are in good agreement with DSC results.