Şekil hafıza özellikli parçalı termoplastik poliüretanların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterizations of segmented thermoplastic polyurethanes with shape memory behaviours
Yazar: GÖKÇE YILMAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ARİF KAYA
Yalova Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Polimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Polimer Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Duyarlılık = Sensitivity ; Poliüretan = Polyurethane ; Termoplastik malzemeler = Thermoplastic materials ; Şekil hafızalı alaşımlar = Shape memory alloys

Özet:
Son dönemde hayatımızda olan bir malzeme grubu, bazı kimyasal-fiziksel özelliklerin değiştirilmesiyle belirli uyarana karşı uygun bir şekilde yanıt verme niteliğine sahiptirler. Teknik anlamda uyarıcıya tepki gösteren malzemeler (Stimulus Responsive Materials, SRM) olarak isimlendirilen bu malzemeler, üzerinde etki gösteren uyaran çeşitlerine göre stres veya basınç-mekanik duyarlı, ısı-ısıya duyarlı, elektrik akımı veya voltaj duyarlı ve bir de manyetik alana duyarlı gibi çeşitli olarak sınıflandırılabilirler [1-4].
Bu tez çalışmasında poliester polioller, metilen difenil diizosiyanat (MDI), katalizör olarak Dibutiltin dilaurat (DBTDL) ve çözücü olarak da N,N-Dimetilformamid (DMF) kullanılarak şekil hafızalı termoplastik poliüretan filmler sentezlenmiştir. Zincir uzatıcı olarak 1,4-bütandiol (BD) kullanılmıştır. Polimerler, farklı NCO: OH ve poliol: zincir uzatıcı oranlarında ve üç farklı poliol kullanılarak sentezlenmiştir.
Sentezlenen filmlerin karakterizasyonlarında molekül ağırlığı (Mw, Mn) değerleri jel geçirgenlik kromatografisi (GPC) ile, termal karakterizasyonu diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) kullanılarak incelendi. Ayrıca hazırlanan örneklerin viskoelastik-mekanik davranışlarının incelenmesi amacıyla dinamik mekanik analiz (DMA) yöntemi, reolojik özelliklerinin belirlenmesi için ise dinamik rotasyonel reometre yöntemi kullanıldı. Şekil hafıza özelliği rotasyonel reometre kullanılarak şekil hafıza testi prosedürü yazılarak incelenmiştir. Test sonunda numuneler belirlenen sıcaklıklarda etüve konularak geri kazanım oranları hesaplanmıştır. Şekil hafıza özelliği; yapıdaki yumuşak ve sert kısımların oranına ve yine yapıdaki yumuşak kısmın zincir uzunluğuna göre değişiklik göstermektedir. Ayrıca kullanılan zincir uzatıcı cinsi ve miktarı da yine şekil hafıza performansı üzerinde etkili parametrelerdendir.

Abstract:
A group of materials that have been in our lives in recent years have the ability to respond appropriately to a certain stimulus by changing certain chemical physical properties. These materials, technically called stimulus-reacting materials (Stimulus Responsive Materials, SRM), are stimulus-acting materials. They can be classified as stress and/or pressure-mechanical sensitive, heat-temperature sensitive, electric current or voltage sensitive and magnetic field sensitive according to their types [1-4].
In this thesis, shape memory thermoplastic polyurethane films were synthesized by using polyester polyols, methylene diphenyl diisocyanate (MDI), Dibutyltin dilaurate (DBTDL) as catalyst and N,N-Dimethylformamide (DMF) as solvent. 1,4-butanediol (BD) was used as a chain extender. Polymers were synthesized using three different polyols at different NCO:OH and polyol:chain extender ratios.
The molecular weight (Mw, Mn) values of the synthesized films were examined by gel permeation chromatography (GPC), thermal characterization was examined using differential scanning calorimetry (DSC). Dynamic mechanical analysis (DMA) was used to determine the viscoelastic behavior of polymers. The rheological properties of the polymers were investigated using a dynamic rotational rheometer. Shape memory properties of polyurethanes were also investigated by using a rotational rheometer custom the shape memory test procedure. At the end of the test, the recovery rates were calculated by placing the samples in an oven at determined temperatures. Shape memory feature; It varies according to the ratio of soft and hard regions in the structure and the chain length of the soft region in the structure. In addition, the type and amount of chain extender used are also effective parameters on shape memory performance.