Poli(eter ester)
çinko oksit kompozitleri: Sentezi, prosesi ve karakterizasyonu / Poly(ether ester) / zinc oxide composites: Synthesis, process and characterization
Yazar: HANDE ÇELEBİ
Danışman: DOÇ. DR. GÖKNUR BAYRAM ; PROF. DR. AYDIN DOĞAN
Anadolu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı çok bloklu poliester elastomerler ve kompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonudur. Çalışma üç kısımdan oluşmaktadır. Çalışmanın ilk kısmında, değişen sert/yumuşak segment oranlarına sahip poli(bütilen tereftalat)- poli(tetrametilen eter) glikol (PBT-PTMEG) kopolimerleri sentezlenmiştir.Çalışmanın ikinci kısmında, homojen çöktürme yöntemi kullanılarak çinko oksit (ZnO) partikülleri sentezlenmiştir. Yaklaşık 300 nm boyutundaki partiküller polivinilpirolidon (PVP) ile modifiye edilerek polimer matris ve dolgu maddeleri arasındaki uyumluluk arttırılmaya çalışılmıştır. ZnO'e aluminyum (Al) katılması ile elektriksel direnci 10^2 kat düşmüştür.Çalışmanın son aşamasında, dolgu maddeleri kopolimer içerisine katılarak harmanlayıcıda kompozitler hazırlanmıştır. Çinko oksidin türü ve derişiminin kompozitlerin özelliklerine olan etkileri incelenmiştir. Mikroskopik seviyede araştırmalar dolgu maddelerinin matris içerisinde homojen bir biçimde dağıldığını göstermektedir. Saf polimer ve kompozitlerin çekme gerilimi ve elastik modülü değerlerinde önemli bir farklılık olmamasına rağmen, çekmede uzama değerlerinde dolgu maddesi derişiminin artması ile birlikte keskin bir düşüş vardır. ZnO eklenmesi ile kompozitlerin ısıl iletkenlikleri artarken, diğer taraftan düşük sıcaklıklarda ısıl genleşme katsayıları azalmıştır. Kompozitlerin dirençleri %15'lik ZnO derişimine kadar sabit kalmış ve bu noktada 10^3-10^4 kat düşmüştür. Dielektrik sabitleri artan dolgu maddesi derişimi ile artmış olsa da, yüksek frekans değerlerinde derişim değişiminden etkilenmemiştir. Sonuçlar ZnO eklenmiş elastomerlerin ısıl arayüzey maddesi ve antistatik malzeme olarak kullanılabilineceğini göstermektedir.

Abstract:
The objective of this study is to prepare and characterize multiblock polyester elastomers and their composites. This study consists of three parts. In the first part of the study, the copolymers of poly(butylene terephthalate) ? poly(tetramethylene ether) glycol (PBT-PTMEG) were synthesized with varying hard/soft segment ratio.In the second part of the study, zinc oxide (ZnO) particles were synthesized by homogeneous precipitation method. The particles, which were approximately 300 nm in dimension, were modified with polyvinylpyrrolidone (PVP) to improve the compatibility between the polymer matrix and the filler. The doping of ZnO with aluminum (Al) decreased its electrical resistivity by 2 orders of magnitude.In the last part of the study, composites were prepared by introducing the fillers into the copolymers by using a melt compounder. The influence of ZnO type and concentration on the properties of the nanocomposites was studied. Microscopic scale investigations showed homogeneous dispersion of the fillers in the matrix. Although there was not a great difference in tensile strength and elastic modulus values of the composites and the neat matrix, there was a sharp decrease in elongation at break values with increasing filler content. It was found that addition of ZnO increased thermal stability, while it decreased coeffiecient of thermal expansion of the composites at low temperatures. The resistivity of composites remained constant until 15 wt % ZnO concentration and then started to decrease by 3-4 orders of magnitude. Whereas the dielectric constants increased with increasing filler concentration, they were not affected by the concentration at higher frequencies. The results showed that ZnO filled elastomers could be used as thermal interface materials and as antistatic materials.