Sıcaklık ve manyetik alan duyarlı  
poli(dimetilsiloksan)/poli(vinil asetat)/politiyofen  
üçlü kompozit ve nanokompozit filmlerinin sentezi ve özelliklerinin araştırılması
Synthesis of temperature and magnetic field sensitive poly(dimethylsiloxane)/poly(vinyl acetate)/polythiophene ternary composite films and nanocomposite films and investigation of their properties
Yazar: HÜSNİYE MELİKE KAYABAŞ
Danışman: PROF. DR. BEKİR SARI
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, kimyasal polimerleşme yöntemi ile politiyofen (PT) ve poli(dimetilsiloksan)/poli(vinil asetat)/politiyofen (PDMS/PVAc/PT) üçlü kompozitleri sentezlendi. Deneylerde, demir (III) klorür yükseltgen olarak kullanıldı ve monomer/yükseltgen mol oranı 1/3 olarak alındı. Önce, PT sentezlendi ve %96 verimle elde edildi. Daha sonra, değişik oranlarda (%m/m) PT içeren PDMS/PVAc/PT üçlü kompozitleri sentezlendi. Ayrıca magnetit (Fe3O4) nanoparçacığı ve PDMS/PVAc/PT/Fe3O4 nanokompoziti hazırlandı. Toz ve film halinde elde edilen sıcaklık ve manyetik alan duyarlı özgün kompozitler ve nanokompozit çeşitli teknikler kullanılarak karakterize edildi. PT, üçlü kompozitler ve nanokompozitin iletkenlikleri oda sıcaklığında ve farklı sıcaklıklarda dört nokta tekniği ile ölçüldü. Politiyofenin oda sıcaklığında iletkenliği, 2,32x10-3 S cm-1 değerinde bulundu. Üçlü kompozitler arasında en yüksek iletkenliği 4,62x10-5 S cm-1 değeri ile PDMS/PVAc/PT(%15) kompoziti gösterdi. FTIR çalışmaları ile PT, Fe3O4, üçlü kompozitler ve nanokompozitin oluşumu desteklendi. Tüm polimerlerin manyetik özellikleri Gouy ölçümleri ile incelendi ve iletkenlik mekanizmalarının polaron yapıda olduğu bulundu. Örneklerin yüzey yapıları ve yüzey pürüzlülüğü SEM ve AFM, manyetik özellikleri Titreşimli Örnek Manyetometresi (VSM), ısıl özellikleri de TGA ile karakterize edildi. XRD analizinden, polimerlerin (PT ve PVAc) ve üçlü kompozitlerin amorf yapıda olduğu, magnetit ve nanokompozitin ise kristal yapıda olduğu bulundu. TEM ve XRD ile sentezlenen Fe3O4'ün parçacık boyutu belirlendi. Ayrıca, VSM ile nanoparçacıkların süperparamanyetik özellikte olduğu anlaşıldı.

Abstract:
In this study, polythiophene (PT) and poly(dimethylsiloxane)/poly(vinyl acetate)/polythiophene (PDMS/PVAc/PT) ternary composites were synthesized                       by chemical polymerization. In the experiments, iron (III) chloride was used as an oxidant and the molar ratio of monomer/oxidant was taken as 1/3. Firstly, PT was synthesized and obtained with 96% yield. Then, PDMS/PVAc/PT ternary composites containing various ratios (m/m%) of PT were synthesized. In addition to magnetite (Fe3O4) nanoparticles and PDMS/PVAc/PT/Fe3O4 nanocomposite were prepared. The temperature and magnetic field-sensitive novel composites and nanocomposite obtained in powders and films form were characterized using various techniques. The conductivities of PT, ternary composites and nanocomposite at room temperature and at different temperatures were measured by four point technique. The conductivity of PT was determined with a value of             2.32x10-3 S cm-1 at the room temperature. Among the ternary composites, PDMS/PVAc/PT(15%) composite had the highest conductivity with a value of             4.62x10-5 S cm-1. The formations of PT, Fe3O4, ternary composites and nanocomposite were supported with FTIR studies. Magnetic properties of all the materials were analyzed by Gouy balance measurements and were found that their conductivity mechanisms are of polaron nature. The surface structure and surface roughness of the materials were identified by SEM and AFM, the magnetic properties by Vibrating Sample Magnetometer (VSM) and the thermal properties by TGA. From XRD analysis, it was found that the polymers (PT and PVAc) and ternary composites have amorphous structures whereas the magnetite and nanocomposite have crystalline structures. The particle size of the synthesized Fe3O4 were determined by TEM and XRD. Further, it was understood by the VSM measurements that the nanocomposite particles have superparamagnetic property.