Sıcak filament destekli kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile süper su itici nano kaplama sentezi
Synthesis of superhydrophobic nanocoatings by using hot filament chemical vapor deposition method
Yazar: NİHAT ÇABUK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA KARAMAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Sıcak filament destekli kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile poli(1H, 1H, 2H, 2H-perflorodesil akrilat) (PPFDA) ve poli(2-(diizopropilamino)etil metakrilat) (PDPAEMA) ince filmleri çeşitli yüzeyler üzerine başarılı bir şekilde biriktirilmiştir. Biriktirilen filmlerin kimyasal yapıları Fourier Transform Infrared Spectroskopi ve X-Ray Fotoelektron Spektroskopi analizleri ile açığa çıkarılmıştır. PPFDA ve PDPAEMA filmleri sırasıyla 22 ve 38 nm/dk hızlarında ve düşük filament sıcaklıklarında biriktirilmiştir. PPFDA ile kaplanan yüzeyler su itici özellik kazanırken, PDPAEMA ile kaplanan yüzeylerin ıslanma özellikleri pH uyaranına karşı hızlı ve tekrarlanabilir şekilde değişmektedir.AFM sonuçlarına göre, PPFDA filmlerinde yüzey pürüzlülüğü sağlayan granüllü yapılar tespit edilmiştir. Bu granüllü yapıların sağladığı nanopürüzlülük sayesinde PPFDA filmi ile kaplanmış düz yüzeylerde bile 1400 gibi oldukça yüksek bir statik su temas açısı gözlemlenmiştir. PPFDA filmi ile kaplanmış makro pürüzlü yüzeyler de ise 1600 ve üzeri statik su temas açıları gözlemlenmiştir.PDPAEMA filmleri kaplanmış düz silikon yüzeyler ise, sırasıyla yüksek ve düşük pH çözeltileri ile muamele edildiklerinde temas açısı değerlerinin tersinir bir şeklide 870 ve 280 arasında değişim gösterdiği gözlemlenmiştir. Aynı işlem PDPAEMA kaplı PMMA fiberleri üzerine yapıldığında ise temas açısı değerlerinin 155±30 ve 22±50 aralığında değiştiği görülmüştür.

Abstract:
Poly (1H, 1H, 2H, 2H-perflorodecyl Acrylate) (PPFDA) and poly (2- (diisopropylamino)ethyl methacrylate) (PDPAEMA) thin films have been successfully deposited on different surfaces by using hot filament chemical vapor deposition method. The chemical structure of deposited films was examined by Fourier Transform Infrared Spectroscopy and X-Ray Photoelectron Spectroscopy analyses. PPFDA and PDPAEMA films were deposited with 22 and 38 nm/min deposition rates respectively at low filament temperatures. The surfaces which were coated with PPFDA showed hydrophobic or superhydrophobic properties, while the surfaces coated with PDPAEMA films showed fast and reproducible pH induced changes in their wetting behaviors.According to the AFM results, as-deposited PPFDA film showed granular morphology which provide surface roughness. Because of that nano roughness, flat smooth surfaces coated with PPFDA films showed static water contact angles as high as 1400. The micro rough surfaces coated with PPFDA surfaces showed superhydrophobic behaviour with contact angles as high as 1600.As-deposited PDPAEMA thin films on flat Si surfaces showed a reversible switching of water contact angle values between 870 and 280, after successive treatments of high and low switching pH water solutions, respectively. Same process for PMMA fiber mat showed a contact angle values between155±30 and 22±500.