Talk/polimer kompozitlerinin kimyasal polimerizasyon yöntemi ile hazırlanması ve özelliklerinin incelenmesi
Preparation of talc/polymer composites by the chemical polymerization method and investigation of their properties
Yazar: DUYGU ANAKLI
Danışman: DOÇ. DR. SEVİL ÇETİNKAYA ; PROF. DR. MERAL KARAKIŞLA ŞAHİN
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Poli (O-anisidin) = Poly (O-anisidine) ; Polianilin = Polyanilines ; Talk = Talc ; Türevler = Derivatives ; İletken polimerler = Conducting polymers

Özet:
Bu çalışmada, inorganik talk kili ile anilin ve türevlerini kullanarak iletken ve yüksek mekanik dayanıma sahip kompozit malzeme hazırlanması konu edilmektedir. 
	İletken polimer/talk kompozitleri, talk partikülleri varlığında asidik sıvı ortamda amonyum persülfat (NH4)2S2O8 yükseltgeni kullanılarak anilin türevleri olan 2-etil anilin, N-etil anilin, O-anisidin ve O-etoksi anilinin kimyasal polimerizasyonuyla hazırlanmıştır. Yükseltgen türü, yükseltgen/monomer mol oranı ve monomer derişimi gibi, sentez parametrelerinin hazırlanan iletken polimer/talk kompozitlerinin içerdiği polimer miktarı ve kompozitlerin iletkenliği üzerine etkisi incelenmiştir. 
Talkın modifiye edilmesi amacıyla asidik ortamda sonikasyon yöntemiyle tabakalarının arası açılmaya çalışılmıştır. XRD difraktogramlarından elde edilen sonuçlar talkın modifiye edilemediğini göstermiş ve bu nedenle de sonraki çalışmalara işlem görmemiş talk ile devam edilmiştir. 
	Kompozitlerin içerdiği polimer miktarları ve kompozitin iletkenliği üzerine hazırlama koşullarının etkileri incelenerek, Polimer/talk kompozitlerinin karakterizasyonları XRD, FTIR, TGA, SEM, BET ve Mikro Indentasyon teknikleri kullanılarak yapılmıştır. % 60,94 POEA içeren ve 4,69x10-4 S/cm iletkenlik değeri ile en yüksek polimer verimi ve iletkenliği sergileyen POEA/Talk kompoziti, yükseltgen/monomer mol oranının 2 olduğu 0,4 M O-etoksi anilin içeren 1.0 M HCl asidik polimerizasyon ortamında 2 saat süre ile 20 0C?de (NH4)2S2O8 yükseltgeni ile hazırlanmıştır. 
	Hammaddeleri ile karşılaştırıldığında hazırlanan iletken kompozitlerin mekanik, termal ve elektriksel özelliklerinin geliştirilmiş olduğu gözlenmiştir. Termogravimetrik analiz yöntemiyle yapılan incelemeler sonucunda sentezlenen kompozitin termal kararlılığının saf polimerlerden daha iyi olduğu gözlenmiştir. SEM analiz yöntemi sonuçları da talk yüzeyinin polimerle kaplandığını göstermektedir. Mikro indentasyon sonuçlarına göre; iletken kompozitlerin indentasyon sertlikleri ve indentasyon modülüsleri saf polimerlerle karşılaştırıldığında yapıya katılan talkla birlikte artış göstermiş, sonuçta hem mekanik dayanımı hem de elastik modülü daha yüksek kompozitler meydana geldiği düşünülmektedir. 
Anahtar kelimeler: İletken polimer, polianilin ve türevleri, talk, nanokompozit

Abstract:
In this study, the subject is to prepare conducting and high mechanical strength composite materials by using inorganic talc clay with aniline and its derivatives.
	Conductive polymer/talc composites were prepared by the chemical polymerization of 2-ethyl aniline, N-ethyl aniline, Ortho-anisidine and O-ethoxyaniline in the presence of talc particles using ammonium persulfate oxidant in an aqueous acidic medium. The effects of oxidant/monomer mol ratio and monomer concentration on the conductivity and polymer amount of the prepared polymer/talc composites were investigated. 
	Talc sheets were tried to delaminate in order to modify  talc platelets by an acid medium sonication process. The results obtained from XRD diffractions showed that talc particles couldn?t be modified and the further studies were continued with untreated talc samples. 
	Characterization of polymer/talc composites were carried out by XRD, FTIR, TGA, SEM, BET and Micro Indentation techniques, by examining the effects of polymer content and the conductivity of composites on the preparation conditions. The highest conductivity and the polymer yield of POEA/Talc with the % 60,94 POEA content and 4,69x10-4 S/cm conductivity were prepared at 20 °C for 2 h with 0.4 M o-ethoxyaniline and 0.2 M (NH4)2S2O8 in 0.1 M aqueous hydrochloric acid (HCl) medium.
	As compared with the raw materials, the prepared conducting composites have improved mechanical, thermal and electrical properties. Thermogravimetric analysis study exhibited that thermal stability of the prepared composites was higher than that of pure polymer material. SEM analysis stated that the surfaces of talc particles were covered by polymer. 
	According to the results obtained from micro-indentation, indentation hardness and modulus of conductive composites, a higher elastic modulus and mechanical strength of the composites is believed to occur with the participating of talc in the structure when compared to pure polymers.
Keywords: Conducting polymer, polyaniline and its derivatives, talc, nanocomposite