Poli(vinilasetat)/modifiye çok duvarlı karbon nanotüp nanokompozitlerinin termal ve kinetik özellikleri
Thermal and kinetic properties of poly(vinylacetate)/modified multi-wall carbon nanotube nanokomposites
Yazar: MUHSİN TURAN
Danışman: PROF. DR. MEHMET DOĞAN
Balıkesir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
ÇalıĢmanın amacı endüstrinin farklı alanlarında kullanılan PVAc polimerinin doğal yapısından dolayı sahip olduğu düĢük termal kararlılığını çok duvarlı karbon nanotüp ve/veya fonksiyonelize çok duvarlı karbon nanotüp ile
çözücü uzaklaĢtırma yöntemine göre nanokompozit ürünlerini oluĢturarak iyileĢtirmek ve özellikleri iyileĢtirilmiĢ nanokompozitlerin termal kinetik analizlerini gerçekleĢtirmektir. Çok duvarlı karbon nanotüplerin fonksiyonelizasyonu hidroksilasyon, karboksilasyon ve silinasyon reaksiyonları ile gerçekleĢtirilmiĢtir. Nanokompozitlerin termal özelliklerine, karbon nanotüpün yüzey modifikasyonunun, karbon nanotüp yüzeyindeki fonksiyonel grupların türünün ve dolgu maddesi oranının etkileri araĢtırılmıĢtır. Sentezlenen nanokompozitler Fourier transform infrared spektrumu (FTIR), diferansiyel termal analiz-termogravimetri (DTA-TG), diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak karakterize edilmiĢtir. Deneysel sonuçlardan; i) FTIR-ATR spektrumlarındaki –OH, -NH2 ve Si bandlarının varlığından ve TG analizlerindeki kütle kaybının artmasından dolayı p-ÇDKNT‟nin organo modifiye edildiği, ii) SEM analizlerinden karbon nanotüplerin PVAc matrisinde tüpsü yapıda disperse oldukları, iii) EDX analizlerinden modifiye yapılarda oksijen, azot ve silisyum miktarlarının artmasından dolayı organo modifikasyonun gerçekleĢtiği, iv) TG analizlerinden PVAc/p-ÇDKNT-COOH (% 1) ve PVAc/p-ÇDKNT-O-APTS (% 0,5) nanokompozitlerinin termal kararlılıklarının, bozunma sıcaklıklarının (Tmax1 ve
Tmax2) ve Tx değerlerinin arttığı, v) termal kinetik analizlerden deneysel sonuçların FWO metodu ile oldukça iyi bir uyum sergilediğini ve ikinci basamağın aktivasyon enerjisinin daha yüksek olduğu, ve vi) nanokompozit durumunda
PVAc‟nin Tg değerlerinde önemli bir değiĢmenin meydana gelmediği bulunmuĢtur.

Abstract:
The aim of the study was to improve the low thermal stability of PVAc polymer used in different areas of industry by forming its nanocomposite products according to solvent removal method with multi-walled carbon nanotube and/or
functionalized multi-walled carbon nanotubes, and to perform thermal kinetics analysis of the properties of improved nanocomposites. Functionalization of multi-walled carbon nanotubes was carried out by hydroxylation, carboxylation and silination reactions. The thermal properties of the nanocomposites, the surface modification of the carbon nanotube, the type of functional groups on the carbon nanotube surface and the effects of the filler ratio were investigated. The synthesized nanocomposites were characterized by using Fourier transform infrared spectrum (FTIR), differential thermal analysis-thermogravimetry (DTATG), differential scanning calorimeter (DSC) and scanning electron microscope (SEM). From experimental results it was found that; i) due to the presence of OH, -NH2 and Si bands in the FTIR-ATR spectra and the loss of mass in the TG analysis, the p-ÇDKNT was be organo-modified, ii) from the SEM analysis, the carbon nanotubes were disperse in the tube structure in the PVAc matrix, iii) from EDX analysis, due to increasing of oxygen, nitrogen and silicon amount in the modified structure, organo modification occured, iv) from TG analysis, the thermal stability, degradation temperatures (Tmax1 and Tmax2) and Tx values of
PVAc/p-ÇDKNT-COOH (1 %) and PVAc/p-ÇDKNT-O-APTS (0.5 %) nanocomposites were increased, v) that the experimental results from the thermal kinetics analyzes were quite good with the FWO method and the activation energy of the second step was higher, and vi) In the case of nanocomposites, there was no significant change in Tg values of PVAc.