Pirazol türevli polimer kil nanokompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of pyrazole derived polymer clay nanocomposites
Yazar: SERAP AVCI
Danışman: PROF. DR. ADNAN KURT ; PROF. DR. MURAT KOCA
Adıyaman Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Mevcut çalışmada, bir seri yeni pirazol türevli polimer poli(1,3-difenil-1H-pirazol-5-il metakrilat)/organomodifiye kil bazlı nanokompozit yerinde polimerizasyon tekniğiyle hazırlandı. Spektral karakterizasyonlar FTIR ve 1H-NMR teknikleri ile başarıldı. Organo modifiye edici ajan olarak vinilbenzildimetilheksadesil amonyum klorür kullanıldı. X-ışını kırınım analizi (XRD), polimer matrisindeki kil dağılımının tüm nanokompozitler için eksfoliye tip olduğunu gösterdi. Termogravimetrik analizden (TGA) takviye edilmiş kil oranı ile nanokompozitlerin termal stabilitesi arasında pozitif bir korelasyon olduğu gözlendi. Ağırlıkça %7 kil içeriğine sahip nanokompozit, katkısız polimerden termal olarak yaklaşık 34.85 °C daha stabil olduğu belirlendi. Nanokompozitlerin %7-19 dönüşüm aralığındaki termal bozunma kinetiği, literatürde mevcut farklı kinetik modeller ışığında dinamik proseslerce değerlendirildi. Organokilin pirazol polimerine katkılandırılması, saf polimerle karşılaştırıldığında, aktivasyon enerjisini 79.49 kJ/mol'den 109.50 kJ/mol'e yükseltti. Kinetik modellerden elde edilen sonuçlar, tüm nanokompozitlerin termal bozunma mekanizmasının D1, yani tek boyutlu difüzyon tipi yavaşlama mekanizması üzerinden ilerlediğini gösterdi.  

Anahtar Kelimeler: Pirazol türevli polimer; Polimer-kil nanokompozitleri; Sentez ve karakterizasyon; Termal bozunma kinetiği; Aktivasyon enerjisi; Reaksiyon mekanizması.

Abstract:
In present work, a series of novel pyrazole derived polymer poly(1,3-diphenyl-1H-pyrazol-5-yl methacrylate)/organomodified clay based nanocomposites were prepared by in situ polymerization technique. Spectral characterizations were performed with FTIR and 1H-NMR techniques. Vinylbenzyldimethylhexadecyl ammonium chloride was used as an organic-modifier. The X-ray diffraction analysis (XRD) showed that the clay dispersion in the polymer matrix was exfoliated type for all nanocomposites. A positive correlation was observed between the reinforced clay ratio and the thermal stability of the nanocomposites from thermogravimetry (TGA). The nanocomposite with 7 wt% clay content was approximately 34.85 °C more thermally stable than the undoped polymer. Thermal kinetic analysis of the decomposition process of nanocomposites in a conversion range of 7–19% was evaluated from dynamic experiments by means of various kinetic models seen in literature. Doping the organoclay into the pyrazole polymer increased the activation energy from 79.49 kJ/mol to 109.50 kJ/mol compared to pure polymer. The results obtained from kinetic models showed that all nanocomposites proceed via the thermal decomposition mechanism, D1, that is one-dimensional diffusion type deceleration mechanism.

Keywords: Pyrazole derived polymer; Synthesis and characterization; Polymer – clay nanocomposites; Thermal decomposition kinetics; Activation energy; Reaction mechanism.