Poli(3-aminofenilboronik asit) sentezi, karakterizasyonu, dielektrik, elektrokinetik ve elektroreolojik özelliklerinin araştırılması
Investigation of synthesis, characterization, dielectric, electrokinetic and electrorheological properties of poly(3-aminophenylboronic acid)
Yazar: ŞEYMA ÖZKAN
Danışman: PROF. DR. HALİL İBRAHİM ÜNAL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
İletken polimerlerin dikkat çekici optik ve elektronik özelliklerinin yanı sıra, borik asit türevleriyle birleşerek, daha dayanıklı ve işlevsel malzeme üretiminde kullanımları son yıllarda oldukça dikkat çekmektedir. Bu çalışmada yarı iletken malzeme özelliği gösteren ve geliştirilmiş kolloidal ve elektroreolojik özellikler sağlayabileceği öngörülen poli(3-aminofenilboronik asit) (PABA) polimeri sentezlendi. PABA'nın yapısal, morfolojik ve yüzey karakterizasyonları element analizi, ATR-FTIR, X-ışınları kırınımı (XRD), termogravimetrik analiz (TGA), taramalı elektron mikroskobu (SEM), geçirimli elektron mikroskobu (TEM), yoğunluk, iletkenlik ve temas açısı ölçümleri ile gerçekleştirildi. PABA taneciklerin dinamik ışık saçılımı (DLS) ile hidrodinamik ortalama tanecik büyüklükleri 254 nm olarak belirlendi. PABA(aq) dispersiyonların elektrokinetik özellikleri zeta()-potansiyeli ölçümleri ile çeşitli elektrolit ortamlarında araştırıldı. PABA'nın silikon yağı (SO) içerisinde, %1,25 Triton-X içerecek şekilde, %5 hacim kesrinde, ( = %5V/V) dispersiyonları hazırlandı. Hazırlanan dispersiyonların dielektrik özellikleri LCR metre ile ölçüldü. PABA/SO/Triton-X dispersiyonların yer çekimine karşı çökelmeme kararlılığı oranının %100 olduğu tespit edildi. Dispersiyonların uygulanan dış elektrik alan kuvveti altında polarlanabilirliği optik mikroskop ile gözlendi. PABA/SO/Triton-X dispersiyonların elektroreolojik (ER) akış davranışları üzerine kayma hızı, kayma gerilimi, elektrik alan kuvveti ve sıcaklık gibi farklı parametrelerin etkisi elektroreometre ile incelendi ve Newtonian olmayan kayma incelmesi türünden viskoelastik akış davranışı gözlendi. PABA/SO/Triton-X dispersiyonların elastik modülü üzerine kayma gerilimi, frekans ve zamanın etkisi viskoelastik ölçümler ile incelenerek malzemelerin titreşim sönümleme özelliklerinin olduğu tespit edildi. Ayrıca PABA/SO/Triton-X dispersiyonlara sürünme-geri kazanım testleri uygulandı ve tersinir viskoelastik deformasyon gösterdikleri belirlendi.

Abstract:
In recent years, conducting polymers, besides their remarkable optical and electronic properties, have been used for the production of durable and functional materials by combining with boric acid derivatives. In this study, semiconducting poly(3-aminophenylboronic acid), PABA was synthesized with the expectations of enhanced colloidal and electrorheological properties. Structural, morphological and surface characterizations of PABA was carried out by elemental analysis, ATR-FTIR spectroscopy, X-Ray Diffraction analysis, thermogravimetric analysis, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, density, conductivity and contact angle measurements. Average hydrodynamic particle size of PABA particles was measured to be 254 nm by dynamic light scattering. Electrokinetic properties of PABA(aq) dispersions were determined by zeta()-potantial measurements in various electrolyte media. Then, PABA/silicone oil (SO) dispersions, containing 1.25% Triton-X, were prepared with 5% volume fraction. Dielectric properties of PABA/SO/Triton-X dispersions were determined by an LCR meter. Antisedimentation stability of PABA/SO/Triton-X dispersion was determined to be 100%. Polarizabilitiy of PABA/SO dispersion was observed under an optical microscope. Electrorheological flow behaviors of PABA/SO/Triton-X dispersions were determined by taking the effects of shear rate, shear stress, electric field strength and temperature using an electrorheometer. Non-Newtonian shear thinning flow behavior was determined for PABA/SO/Triton-X dispersions. Vibration damping capabilities of PABA/SO/Triton-X dispersions were investigating by measuring their elastic and viscous modulus as functions of frequency and, time and electric field strengths. Creep and creep-recovery tests were also applied to PABA/SO/Triton-X dispersions and reversible viscoelastic deformations observed. Due to these properties PABA/SO/Triton-X dispersions were classified as smart materials and suggested as a good candidate for potential industrial vibration damping applications.