POSS katkılı süperhidrofilik kaplamaların geliştirilmesi
Development of POSS reinforced superhydrophilic coatings
Yazar: ÖZDEN BESTE ÖZCAN
Danışman: DOÇ. DR. GÜRALP ÖZKOÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Biyopolimerler = Biopolymers ; Daldırma kaplama yöntemi = Dipping coating method ; Fotopolimerleşme = Photopolymerization ; Polimer kaplama = Polymer coating ; Polimer çözeltisi = Polymer solution

Özet:
Bu çalışmanın amacı, yüzeye tutunması iyileştirilmiş ve kürlenme süresi kısaltılmış süperhidrofilik kaplama solüsyonu formülasyonlarının geliştirilmesidir. Bu kapsamda, kürlenme esnasında çapraz bağ yapısına doğrudan katılabilecek, insan ve çevreye herhangi olumsuz etkisi olmayan biyouyumlu poli(hedral oligomeril silseskuiokzan) (POSS) kullanılmıştır. Kaplama yüzeyi olarak poliüretan seçilmiştir. Çalışmada POSS yükleme oranının yanı sıra kullanılan peroksit miktarı ve kürleme süreleri değişken olarak ele alınmıştır. PVP-POSS solüsyonları çözelti hazırlama tekniği ile hazırlanmış ve daldırma yöntemi ile ultraviyole (UV) ışığı kullanılarak kürlenmiştir. Kaplamaların termal özellikleri diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC), morfolojik özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve atomik kuvvet mikroskobu (AFM), kürlenme sonrası oluşan yapısal değişiklikler Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), çapraz bağ değişimleri şişme testleri, ıslanabilirliliği temas açısı ölçümleri ve biyouyumluluk özellikleri sitotoksite ile incelenmiştir. Ayrıca, kürleme süresinin kaplamanın sürtünme kuvveti üzerine olan etkisi değerlendirilmiştir. Çalışma sonucunda, POSS'un kaplamanın termal dayanımını arttırdığı, temas açısı değerlerinin düşürerek ıslanabilirliği iyileştirdiği gözlenmiştir. Diğer yandan düşük kürleme süresinde, düşük peroksit miktarlarında yüksek POSS yüklemesiyle birlikte poliüretan yüzeyine tutunmanın gerçekleştiği görülmüştür.

Abstract:
The aim of this work is to develop a poly(vinyl pyrrolidone) (PVP) based superhydrophilic coating formulations having improved surface adherence and shortened curing time. For this purpose, nano-polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS), which are biocompatible, environmentally friendly and are able to covalently bond with the network structure of the hydrogel, are used.  The substrate was a polyurethane. The parameters were POSS content, peroxide content and curing time. The PVP solutions were prepared by means of solution casting technique and were dip-coated on to polyurethane surface using a UV-light for crosslinking. The thermal properties were analyzed via Differential Scanning Calorimeter (DSC) and Thermogravimetric Analysis (TGA), the morphology by Scanning Electron Microscope (SEM) and by Atomic Force Microscopy (AFM), the chemical changes via Fourier Transformation Infrared Spectroscopy (FTIR), the crosslinking density by swelling measurements, the wettability by contact angle measurements, biocompatibility and cytotoxicity via cell culture studies.  The results showed that the presence of POSS enhanced the peel strength and thermal resistance of the coating. The curing time for some compositions found to be shorter.