Polianilin-asit sübstitüe fosfazen iletken kompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of conductive polyaniline-phosphazene composites
Yazar: ZEYNEP ALTINBARIN
Danışman: DOÇ. DR. FERDA HACIVELİOĞLU
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Elektriksel iletken polimerler; pek çok alanda aktif olarak uygulama alanı bulmalarından ve birçok alanda da umut vaadedici özellikte olmalarından dolayı oldukça fazla ilgi gören bir araştırma alanı olmuşlardır. Bu amaçla bu tez çalışmasında, kimyasal oksidatif polimerizasyon tekniği kullanılarak asit sübstitüe hekzaklorosiklotri fosfazen ile polianilin (PANI) kompozitleri hazırlandı. Bu çalışmayla PANI'nin mekanik ve çözünürlük özellikleri geliştirildi. İletkenlik özelliği korunarak, geliştirilmiş özellikleri ile farklı oranlarda PANI/Fosfazen kompozitleri hazırlandı.
İlk etapta etil-4-hidroksibenzensülfonat ve 4-hidroksifenil dietilfosfonat sentezlendi. Hekzaklorosiklotrifosfazenin nükleofilik sübstitüsyon reaksiyonu ile hekzakis (4-dietilfosfonatofenoksi) siklotrifosfazen ve hekza(etil-4-oksibenzensülfonat) siklotrifosfazen hazırlandı. Hazırlanan bu bileşikler hidroliz edilerek dopant olarak kullanılmak üzere hekzakis (4-oksibenzenfosfonik asit) siklotrifosfazen ve hekza (4-oksibenzensülfonik asit) siklotrifosfazen bileşikleri elde edildi.
İkinci basamakta hekzakis (4-oksibenzenfosfonik asit) siklotrifosfazen ve hekza (4-oksibenzensülfonik asit) siklotrifosfazen bileşikleri ile farklı oranlarda anilinin kullanımı ile her bir asit sübstitüe polimer için dört farklı kompozit elde edildi. Bu kompozitlerin yapıları 31P, 1H NMR, FT-IR ve UV-Vis spektroskopik teknikleriyle aydınlatıldı. Hazırlanan kompozitlerin termal davranışları, yüzey özellikleri, iletkenlik özellikleri ve elektrokimyasal özellikleri incelendi.
Bu çalışma sonucunda; suda çözünebilen, ince film haline getirilerek elektriktronik cihazlarda yüzeylere kaplanabilecek iletken PANI/Fosfazen kompozitleri hazırlandı. Elde edilen bu malzemelerin optik elektronik, sensör vb. birçok teknolojik cihazın yapımında kullanılabileceği düşünülmektedir.

Abstract:
Electrically conductive polymers have become a field of research that has attracted considerable attention due to the fact that many areas actively find their application area and many areas are promising. For this purpose, in this thesis, polyaniline (PANI) composites were prepared by acid-substituted hexachlorocyclotriphosphazene using chemical oxidative polymerisation technique. Different composition ratio of PANI/Phosphazene were prepared to conserve the conductivity by improving the mechanical and solubility properties of polyaniline.
Firstly, ethyl 4-hydroxybenzenesulfonate and 4-hydroxifenil diethylfosfonate were synthesized. Hexa (ethyl4-oxybenzenesulfonate) cyclotriphosphazene and hexakis (4-diethylfosfonatofenoxi) cyclotriphosphazene were prepared by nucleophilic reaction. These prepared compounds were obtained by hydrolysis to hexakis (4-oxybenzenesphosphonic acid) cyclotriphososphazene and hexa (4-oxybenzenesulfonic acid) cyclotriphosphazene compounds for use as a dopant.
Four different ratio composites were prepared for each acid substituted phosphazene hexa (4-oxybenzenesulfonic acid) cyclotriphosphazene, hexakis (4-oxibenzenphosphonic acid) cyclotriphosphazene by using different proportions of aniline monomer in second step. The structures of these composites are characterized by 31P, 1H NMR, FT-IR and UV-Vis spectroscopy. These properties of prepared composites are investigated the thermal behaviors, surface properties, conductivity properties and electrochemical properties
The result of this study; PANI/Phosphazene composites were prepared as water-soluble, thin film coatable on surface. These materials can be used especially in many technological applications such as optics and electronics.