Ters gaz kromatografi yöntemiyle kalamitik sıvı kristallerin termodinamik ve yüzey karakterizasyonu
Thermodynamic and surface characterization of calamitic liquid crystals by inverse gas chromatography
Yazar: EMİNE BALKANLI
Danışman: PROF. DR. ÖZLEM CANKURTARAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tezde, ilk olarak 4-benziloksifenil 4-[4-(n-dodesiloksi)benzoiloksi]benzoat (BDBB), 4-benziloksifenil 4-[4-(3,7-dimetiloktiloksi)benzoiloksi]benzoat (BDTB) ve 4-[4-(10 undekeniloksi)benzoiloksi]benzoik asit (UBBA) sıvı kristallerinin mezomorfik özellikleri polarizasyon mikroskobu (PM) ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ile belirlendi. Ardından ters gaz kromatografisi (TGK) yöntemi ile polar ve apolar çözücülerin sıvı kristal üzerindeki alıkonma diyagramlarından sıvı kristallerin faz geçiş sıcaklıkları belirlendi. TGK yöntemi ile elde edilen faz geçiş sıcaklıkları PM ve DSC ile elde edilen faz geçiş sıcaklıkları ile karşılaştırıldı.
TGK deneyleri termodinamik parametrelerin ve yüzey özelliklerinin ölçümü için ideal olan sonsuz seyreltiklik bölgesinde gerçekleştirildi. Sonsuz seyreltiklikte, Henry yasasına göre çözücü-çözücü etkileşimlerini önlemek ve çözücü-sıvı kristal etkileşimlerini desteklemek için çok küçük miktarlarda çözücü kullanıldı. Termodinamik sıcaklık bölgesinde, Flory-Huggins ve hal denklemi etkileşim parametreleri, hal denklemi teorisindeki etkin değişim enerji parametreleri, sonsuz seyreltiklikteki ağırlık kesri aktivite katsayıları, çözücülerin kısmi molar sorpsiyon ısıları, kısmi molar çözünme ısıları ve molar buharlaşma ısıları hesaplandı. Sıvı kristallerin termodinamik bölgede izomer çiftlerini ayrıma yetenekleri, TGK yöntemi kullanılarak ayırma faktörü yardımı ile hesaplandı. Ayrıca sıvı kristallerin yüzey özelliklerinin belirlenmesi için TGK yöntemi ile polar ve apolar çözücüler kullanılarak adsorpsiyon termodinamik parametreleri (adsorpsiyon serbest enerjisi, adsorpsiyon entalpisi ve adsorpsiyon entropisi), sıvı kristallerin dağıtıcı yüzey enerjileri, Lewis asidik ve bazik etkileşim sabitleri hesaplandı.

Abstract:
In this thesis, firstly, the mesomorphic properties of 4-benzyloxyphenyl 4- [4-(n-dodecyloxy) benzoyloxy] benzoate (BDBB), 4-benzyloxyphenyl 4-[4-(3,7- dimethyloctyloxy) benzoyloxy] benzoate (BDTB) and 4- [4-(10 undecenyloxy)benzoyloxy]benzoic acid (UBBA) liquid crystals were determined by polarization microscopy (PM) and differential scanning calorimetry (DSC). Then, the phase transition temperatures of the liquid crystals were determined from the retention diagrams of the polar and nonpolar solvents on the liquid crystal by the inverse gas chromatography (IGC) method. The phase transition temperatures obtained by the IGC method were compared with those obtained by PM and DSC.
IGC experiments were performed in the region of infinite dilution, which is ideal for measuring thermodynamic parameters and surface properties. In infinite dilution, very small amounts of solvent were used to prevent solvent-solvent interactions and support solvent-liquid crystal interactions according to Henry's law. In the thermodynamic temperature region, Flory-Huggins and equation-of-state interaction parameters, effective exchange energy parameters in the equation-of-state theory, weight fraction activity coefficients at infinite dilution, the partial molar heats of sorption, the partial molar heats of mixing and the molar heats of vaporization of the solvents were calculated. The ability of liquid crystals to separate isomer pairs in the thermodynamic region was calculated by the separation factor using the IGC method. In addition, adsorption thermodynamic parameters (adsorption free energy, adsorption enthalpy, and adsorption entropy), dispersive surface energies of liquid crystals, Lewis acid, and base constants were calculated by using polar and nonpolar solvents to determine the surface properties of liquid crystals by the IGC method.