Polimerik nanokompozit hazırlama ve karakterize edilmesi
Polymeric nanocomposite preparation and characterization
Yazar: BETÜL KAYMAK
Danışman: PROF. DR. HALUK AYDIN
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Nanokompozit malzemeler üstün termal, mekanik, reolojik, optik ve elektronik özelliklerinden dolayı her geçen zaman oldukça kullanılan ve merak uyandıran bir alan haline gelmiştir. Elde etmesi ucuz ve kolay olduğundan otomotiv, biyomedikal, paketleme ve en çok da plastik sanayi gibi en önemli kullanım alanlarında popüler bir malzemedir. Genel bir tanımlamayla iki yada ikiden fazla malzemenin istenilen özelliklerini ortaya çıkarmak veya iyileştirmek için ya da spesifik bir özellik meydana getirmek için makro veya mikro seviyede heterojen olarak bir araya getirilerek elde edilen materyale kompozit malzeme denir.  Nanokompozitler ise bir polimer düzeninin içinde  dağılmış bir boyutu en az 100 nm'den küçük parçacık ihtiva eden kompozit malzemelerdir. 
Polimerik nanokompozit hazırlanmasında birçok yöntem geliştirilmiştir. Genel kabul gören birkaçı ise; tabakalı killer eşliğinde yapılan yerinde polimerizasyon (ın-stu), çözeltide harmanlama ve eriyikle harmanlama metotlarıdır. Yerine polimerizasyon yöntemi ile polimerik nanokompozit hazırlama polimer zincirinin büyütülmesi ile kil tabakalarının açılarak dağıtılmasına dayanır. Bu metotta ilk olarak nanokiller monomer çözeltisi ile karıştırılır daha sonra ısı ve başlatıcı etkisiyle polimerizasyon işlemi başlatılır. Tabakalar arasında büyüyen polimer zinciri sayesinde tabakalar arası mesafe açılır ve tabakalar polimer matris içerisinde böylelikle daha iyi, rastgele bir dağılım sağlar. 
Bu tez çalışmasında yaygın olarak kullanılan bir polimer olan polipirol ve killerin kompozitleri elde edilmiş ve karakterizasyonu yapılmıştır. Kompozit sentezi şu üç aşamada gerçekleştirilmiştir; kilin saflaştırılması, organokil sentezi ve nanokompozit sentezi. 
Na-MMT kili 120°C'de kurutularak saflaştırılmıştır. Organokil sentezinde; 1-etil-3-metil imidazolyum tetrafloroborat ve 1-hegzil-3-metil imidazolyum tetrafloroborat olmak üzere iki tür iyonik sıvı kullanılmıştır. Nanokompozit sentezi yerinde (ın-stu) polimerizasyon yöntemiyle yapılmıştır. Sentezlenen nanokompozitler FT-IR ve SEM analizleri ile karakterize edildi. Ayrıca tabakalar arası mesafeleri X ışını kırınımı (XRD) ile, termal bozunmaları TG-DTA analiziyle belirlendi.
Yapılan analizler sonucunda IL-2 iyonik sıvısının uzun zincirli olmasından kaynaklı beklenildiği gibi tabakalar arası mesafeyi attırmada ciddi etkisinin olduğunu lakin sıcaklık değişkeninin tabakalar arası mesafeyi arttırmada hatırı sayılır bir etkisinin olmadığı görüldü. TGA analizlerinde iyonik sıvılarla modifiye edilmiş kompozitlerin sıcaklık direncinin arttığını fakat bunun yanında farklı sıcaklık koşullarının ise pek bir etkisinin olmadığı kanaatine varıldı.

Abstract:
Nanocomposite materials have become a highly used and intriguing area due to their superior thermal, mechanical, rheological, optical and electronic properties. Due to the fact that it is cheap and easy to obtain, it is a popular material in the most important usage area such as automotive, biomedical, packaging and most of all in the plastics industry. With general description, the material obtained by combining it heterogeneously at the macro or micro level to reveal or improve the good properties of two or more materials or to produce a new property is called composite material. Nanocomposites are composite materials containing particles having at least one dimension less than 100 nm dispersed in a polymer matrix.
Many methods have been developed in the preparation of polymeric nanocomposites. Few generally accepted methods are situ polymerization (in-stu), blending in solution and melt blending. Polymeric nanocomposite preparation by situ(in-stu) polymerization is based on expanding the polymer chain and opening and dispersing the clay layers. In the process, first the nanoclays are mixed with the monomer solution, then the polymerization process is initiated by the effect of heat and initiator. Thanks to the polymer chain growing between the layers, the spacing between the layers is opened and the layers thus providing a better, random distribution within the polymer matrix.
In this thesis, composites of polypyrrole and clays, which are widely used, were synthesized and characterized. Composite synthesis; The synthesis. of composite was carried out in three stages: purification of the clay, organoclay synthesis and nanocomposite synthesis. Na-MMT clay was purified by being dried at 120 ° C.In organokil synthesis; Two types of ionic liquids were used, 1-ethyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate and 1-hexyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate. Nanocomposite synthesis was carried out by in-stu polymerization. The obtained nanocomposites were characterized by FT-IR and SEM analyzes. Furthermore, inter-layer distances were determined by X-ray diffraction (XRD) and thermal degradation was determined by TG-DTA analysis.
As an outcome of the analyzes, it was observed that IL-2 ionic fluid had a significant effect on increasing inter-layer distance as expected due to its long chain, but temperature variable had no significant effect on increasing inter-layer distance. In TGA analysis, it was concluded that the temperature resistance of the composites modified with ionic liquids increased yet different temperature conditions had no effect.