6FDA bazlı kopoliimidlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of 6FDA based copolyimides
Yazar: ÖMER ORÇUN ER
Danışman: PROF.DR. BİRGÜL TANTEKİN ERSOLMAZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Membranlar = Membranes ; Poliimidler = Polyimides

Özet:
Poliimidler, özellikle aromatik poliimidler, birçok polimerik malzemeye kıyaslayüksek ısıl kararlılık, kimyasal direnç ve iyi mekanik özellikler göstermelerinedeniyle membran esaslı gaz ayırma alanında büyük ilgi çekmektedirler.Poliimidler, dianhidrit ile diaminin çözücü ortamında reaksiyonu (poliamikasitolusumu) ve sonra olusan poliamikasitin dehidratasyonu ile olusur. Bu islem ikiyerine üç monomer ile yapılırsa kopoliimidler olusur. Kopolimidler, iki farklıgeçirgenlik ve seçicilik davranımı gösteren poliimidlerden optimum davranımgösteren bir polimer elde edilmesini saglayabilirler.Poliamik asit üzerinden iki asamalı sentez yöntemi kulanılarak hem ısıl hem dekimyasal imidlesme yolu ile 6FDA/BTDA-mMPD (0.5:0.5), 6FDA-mPDA/mMPD(0.7:0.3), 6FDA-mPDA/DAM (0.7:0.3), 6FDA/BPDA-ODA (0.7:0.3) ve BPDAODA/DAM (0.5:0.5) kopoliimidleri sentezlenmis, ve fiziksel ve gaz tasınımözellikleri karakterize edilmistir. Kimyasal sentez genelde kırılgan filmler vermis,ısıl sentezde ise poliamik asit reaksiyon süresinin 48 saate ve sıcaklık artıs hızının30°C/dak'ya çıkarılması ile esnek filmler elde edilebilmistir. Kopolimid senteziFTIR ile izlenmis ve kopoliimidlerin yapıları 1H-NMR ile, ısıl özellikleri ise DSC veTGA ile incelenmistir. Genis Açılı XRD desenlerinde 6FDA bazlı kopolimidler iki?d-spacing? degeri, BPDA-ODA/DAM ise tek ?d-spacing? degeri vermislerdir.Kopoliimidlerin O2/N2 ve CO2/CH4 gaz çiftleri için geçirgenlik ve ideal seçicilikleribelirlenmis ve en iyi ayırma özelliklerini 6FDA-mPDA/DAM ve 6FDAmPDA/mMPD kopoliimidlerinin verdigi görülmüstür.Anahtar sözcükler: Gaz Ayırma, Poliimid, 6FDA

Abstract:
Polyimides, especially aromatic polyimides, are gaining importance in membranebased gas separation area due to their outstanding thermal and chemical stability,and good mechanical properties. Polyimides are synthesized by the reaction of twomonomers (dianhydride and diamine) in a solvent and by dehydration of thissolution (polyamic acid). If this procedure is carried out with three monomersinstead of two then copolyimides are synthesized. Copolyimides allow us tooptimise the separation properties by using two different polyimides which havedifferent permeability and selectivity properties, such as one has a highpermeability-low selectivity and the other has a low permeability-high selectivity.6FDA/BTDA-mMPD (0.5:0.5), 6FDA-mPDA/mMPD (0.7:0.3), 6FDA-mPDA/DAM(0.7:0.3), 6FDA/BPDA-ODA (0.7:0.3) ve BPDA-ODA/DAM (0.5:0.5) copolyimidesare synthesized using two step polymerization from polyamic acid by thermal andchemical imidization, physical and gas transport properties are charecterized.Chemical synthesis give shattered films, flexible films are taken from thermalsynthesis by increasing polyamic acid reaction time 48 hours from 24 hours andheating speed 30°C/min. from 2°C/min. Copolyimide synthesis are watched byFTIR and the chemical structure and thermal properties of copolyimides areaccomplished by 1H-NMR, DSC and TGA respectively. While 6FDA basedcopolyimides give two ?d-spacing? values, BPDA-ODA/DAM gives single ?dspacing?value at WA-XRD patterns. The permeability and ideal selectivities ofcopolyimides are measured for the O2/N2 and CO2/CH4 gas pairs. The bestseparation performance are taken from 6FDA-mPDA/DAM and 6FDAmPDA/mMPD copolyimides.Key words: Gas Separation, Polyimides, 6FDA