Kil/PVA ve organokil/PVA nanokompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
Preparation, characterization of clay/PVA and organoclay/PVA nanocomposites
Yazar: SEVİM İŞÇİ
Danışman: PROF.DR. NURFER GÜNGÖR
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Montmorillonit = Montmorillonite ; Nanokompozitler = Nanocomposites ; Polivinil alkol = Polyvinyl alcohol

Özet:
Polimerlerin kullanım alanlarının giderek artmasıyla özelliklerinin geliştirilmesiçalışmaları artmış ve nano ölçekteki katkıların özellikleri çok geliştirdiğininbulunmasıyla birlikte hangi katkı malzemelerin daha etkili olduğu yönünde çalışmalarbaşlamıştır. Doğal olarak tabakalı yapıda olan killerin polimer içinde dağıtılabilmesinedeniyle çok iyi katkı malzemesi olabilekleri anlaşılmıştır. Böylece kil/polimernanokompozitlerin hazırlanması, karakterizasyonları ve özelliklerinin belirlenmesi ileilişik çalışmalar başlamıştır.Çalışmada, kil dispersiyonunda kil taneleri arasındaki etkileşimi, kil tanelerininkatyonik yüzeyaktiflerle etkileşimlerini belirleyerek organokil sentezlenmiş, Na aktif birmontmorillonit kili ve onun saflaştırılmış formunun PVA polimeri etkileşimi ilekil/polimer kompozitler, her iki kilin ODTABr yüzeyaktifi ile organokil formunadönüştürülmelerinden sonra PVA ile etkileşimlerinden organokil/polimer kompozitlerielde edilmiş, kompozitler çeşitli yöntemlerle karakterize edilmiş; reolojik,elektrokinetik, iletkenlik, mekanik, termal özellikleri ve UV geçirgenliği açısındankarşılaştırılmıştır. Nanokompozit yapımında çözeltilerin birleştirilmesi vepolimerizasyon olmak üzere iki farklı yöntem kullanılarak hangi yöntemle polimerinözelliklerinin daha çok geliştiği nanokompozit elde edilebileceği belirlenmeyeçalışılmıştır. Hazırlanan kil ve organokil/polimer kompozitlerin XRD, FTIR, SEM,TEM analizleri ile nanokompozit oldukları belirlenmiştir. Alçak kil ve organokilkonsantrasyonlarında yapraklanmış; konsantrasyonlar arttırıldığında tabakalaşmışyapılardan oluşan nanokompozitler olduğu anlaşılmıştır. Nanokompozit yapımı ile PVApolimerinin mekanik, termal özelliklerinin geliştiği, UV geçirgenliğinin bir miktarazaldığı (pek değişmediği), akış ve elektrokinetik özelliklerinin değiştiği, killerin ortamıniletkenliğini arttırdığı bulunmuştur.Anahtar Kelimeler: Montmorillonit, PVA, Kil-Polimer Nanokompozit

Abstract:
Recently, the studies of to improve the properties of polymers increased with increasingindustrial applications of polymers. The studies to find which addition is the mosteffective have been started with the determination of the addition of the nano sizeparticle improved the properties of polymer. The naturally layered structure of clay isunderstood to be an effective addition for polymer because it can be render easily inpolymer matrix. Therefore, the studies to determine the properties, the characterizationand the preparation methods of clay-polymer nanocomposite have been started.In this study, determining the interaction of the clay particles and cationic surfactant,organoclay has been synthesized. Clay-polymer nanocomposites have been made withthe interaction of PVA polymer and four different types clay, which are the Na-activatedmontmorillonite, the purificated form of the montmorillonite, and their organoclayforms. The composites have been characterized by different methods for comparison ofthe rheologic, electrokinetic, thermal, mechanical, ionic conductivity, and UVtransparency properties. Two different methods, which are intercalation of polymer orpre-polymer from solution method and in situ intercalative polymerization method, areused to make nanocomposite to understand which method is more effective to obtainbetter nanocomposite properties. The prepared clay and organoclay polymer compositesare defined as nanocomposites by the analysis of XRD, FTIR, SEM, and TEM. Theexfoliated structure has been found for the low clay or organoclay content. The increaseof clay content resulted the intercalated structure for nanocomposites. By makingnanocomposites, the mechanical, thermal, and ionic conductivity properties of PVApolymer has improved, the rheologic and electrokinetic properties have changed and theUV transparency of PVA has decreased.Keywords: Montmorillonite, PVA, Clay-Polymer Nanocomposite