UV ile kürleştirilmiş nanokaplamalar ve uygulamaları
UV cured nanocoatings and their applications
Yazar: ÖNER İZGİN
Danışman: PROF. DR. NERGİS ARSU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bugünün endüstri talepleri doğrultusunda, malzeme performansı sürekli olarak iyileştirilmekte ve yeni özellikler göz önünde bulundurulmaktadır. Bu sebeple, yeni ve üst seviye özelliklere sahip malzemelere olan gereksinim artmakta ve buna yanıt verecek malzeme arayışları yoğun bir şekilde devam etmektedir. 
Geleneksel yöntemlerle elde edilen kompozitlere kıyasla, üstün performansa sahip polimerik nano/mikro kompozitlerin üretimi ve analizi, son dönemde özellikle odaklanılan bir alan olmuştur. Nanokompozitler tipik olarak polimer matris içinde nano boyutlu minerallerin dağılımıyla oluşurlar. Polimer-SiO2 polimer-TiO2 polimer-kil kompozitleri, son yıllarda üzerinde yoğunlaşılan araştırma alanlarındandır. 
Polimerik nanokompozitlerin eldesinde kullanılan yönemlerden biri UV-Görünür ışık kaynakları kullanılarak gerçekleştirilen fotopolimerizasyondur. UV ile kürlenebilen epoksi veya akrilat reçine içinde sentezinin sağladığı avantajlar; oda sıcaklığında çalışılabilmesi, hızlı kürlenme ve düşük enerji tüketimidir. UV ile kürlenmiş kaplamalar organik solvent kullanılmadan gerçekleşmesi düşük VOC- Uçucu organik bileşen – ve sıcak yüzeylerde uygulama avantajı sağlamaktadır. 
Çeşitli yapıda tekli / çoklu metaloksit nanoparçacıkların (MNp) UV ile kürlenebilen epoksi veya akrilat reçine içinde sentezi, nanokompozit filmlere mekanik dayanım, dielektrik ve gaz geçirgenlik özellikleri sağlamaktadır. 
Farklı metal tuzlarından yola çıkarak nanoparçacık sentezi genel olarak iki şekilde gerçekleştirilir: In situ (yerinde) sentez ve mekanik karıştırma. Her iki metodun da avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında da çeşitli üstünlüklerinden dolayı in-situ fotokimyasal sentez yöntem kullanılmıştır. Tezde kullandığımız yöntem olan in-situ fotokimyasal sentez yaklaşımın önemi metal oksitlerin (M0)  ortamda çökmesinin önüne geçerek metalik iyonlardan oluşmasıdır. 
Bu tez kapsamında in-situ olarak fotoindirgenme yoluyla poli(etilen glikol) metileterakrilat/Poli(etilen glikol) diakrilat matrisi içinde CuO, CoO, Ag (Metalik gümüş), SnO, NiO nanoparçacıkları  içeren nanokompozit filmler elde edilmiş; elde edilen filmler TGA, DMA ve SEM teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Farklı boyut ve konsantrasyonda Np içeren filmlerin dielektrik özellikleri incelenmiştir. 
CuO, CoO, Ag (Metalik gümüş), SnO, NiO Nanoparçacıkları içeren nanokompozitlerin dielektrik özelliklerinde kapasitans açısından en etkin nanokompozitin CuO-NiO ve CuO-SnO Np nin kullanıldığı sistem olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Aligned with the demands of today's industry, material performance is consistently being enhanced and new features are being considered. As a result, the need for materials with new and advanced attributes is growing, leading to intensive searches for materials that can meet these requirements.
In comparison to composites obtained through traditional methods, the production and analysis of polymer nano/micro composites with superior performance have become a focal point in recent times. Nanocomposites typically consist of the distribution of nano-sized minerals within a polymer matrix. Polymer-SiO2, polymer-TiO2, and polymer-clay composites are among the areas of research that have gained significant attention in recent years. 
One method employed in the production of polymer nanocomposites is photopolymerization using UV-Visible light sources. The advantages of UV-curable epoxy or acrylate resins include the ability to work at room temperature, fast curing, and low energy consumption. 
The synthesis of various single/multiple metal oxide nanoparticles (MNps) within UV-curable epoxy or acrylate resins provides mechanical strength, dielectric, and gas permeability properties to nanocomposite films. 
The synthesis of nanoparticles from various metal salts is generally carried out in two ways: in situ synthesis and mechanical mixing. Both methods have their own advantages and disadvantages. In this thesis, the Photopolymerization Method was chosen due to its various advantages. 
Within the scope of this thesis, nanocomposite films containing CuO, CoO, Ag (Metallic Silver), SnO, NiO nanoparticles were obtained through in-situ photo-reduction in a poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate/poly(ethylene glycol) diacrylate matrix. The obtained films were characterized using TGA, DMA, and SEM techniques. The dielectric properties of films containing Nps of different sizes and concentrations were investigated.
The most effective nanocomposite in terms of capacitance among CuO, CoO, Ag (Metallic Silver), SnO, NiO nanoparticle-containing nanocomposites were found to be CuO-NiO Nps and CuO-SnO Nps, with the highest dielectric constant when used together.