UV ışınlarıyla sertleşebilen bor/flor/silisyum içeren hibrit kaplama malzemelerinin hazırlanması ve kaplama performanslarının incelenmesi
Preparation of UV curable boron/flour/silicon containing hybrid coating materials and investigation of their coating performance
Yazar: BİHTER ZEYTUNCU
Danışman: PROF. DR. ONURALP YÜCEL ; YRD. DOÇ. DR. M. VEZİR KAHRAMAN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Bor bileşikleri = Boron compounds ; Hibrit malzemeler = Hybride materials ; Sol-jel yöntemi = Sol-gel method

Özet:
Sol-jel, organik-inorganik hibrit esaslı kaplama malzemelerin hazırlanmasında yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Organik-inorganik hibrit malzemeler, organik polimerlerin; esneklik, darbe direnci gibi avantajlarını, inorganik malzemenin; yüksek mekanik dayanıklılık, kimyasal direnç, termal kararlılık, optik özellikler gibi avantajları birleştirir. Sol-jel yöntemiyle elde edilen hibrit malzemelerin UV ışınlarıyla sertleştirilmesiyle elde edilen kaplamalar düşük maliyet, hızlı sertleşme, düşük viskozite ve uzun raf ömrüne sahiptir. UV ile sertleşebilen hibrit kaplamalar çevreye karşı duyarlı, iyi yapışma, sertlik, iyi mekanik ve kimyasal özelliklere sahiptir.Bu çalışmada, UV ışınlarıyla sertleşebilen aşınmaya dayanımlı ve yanma geciktirici, kir tutmayan ve antibakteriyel kaplamaların hazırlanması amaçlanmıştır. Bu nedenle, ilk aşamada; fenilboronik asit ve polietilenglikol monoaktilat reaksiyonu ile borat esteri sentezlenmiştir. Daha sonra çeşitli bor/flor/silisyum konsantrasyonlarına sahip hibrit kaplamalar hazırlanmıştır. Hazırlanan formülasyonlar polikarbonat plakalara kaplanarak, UV ışınları ile sertleştirilmiştir. Ayrıca formülasyonlar Teflon® kalıplara dökülerek serbest filmler hazırlanmıştır. Borun kaplamaya antibakteriyel özellik katıp katmadığının incelenmesi için test plakaları hazırlanmıştır.Hazırlanan kaplanmış plakalara; çizilme, sertlik, aşınma, parlaklık, kimyasallara karşı dayanım, kir tutmama ve temas açısı testleri yapılmıştır. Serbest filmlerden, SEM, gerilme-şekil değiştirme, jel tayini, termal gravimetrik analiz (TGA) ve LOI tesleri yapılmıştır. Ayrıca hazırlanan kaplamalar üzerinde Gram-negative Escherichia coli bakterisinin davranışı incelenmiştir.

Abstract:
Sol-gel is widely used method for the preparation of organic-inorganic hybrid based coating materials. Organic-inorganic hybrid materials combine the advantages of either elasticity, impact resistance of organic polymers and the high mechanical strength, chemical resistance, thermal stability, optical qualities of the inorganic materials. The UV curable hybrid coatings prepared by sol-gel method, have low cost, fast curing, low viscosity and long time duration. The UV curable hybrid coating materials have good adhesive, hardness, good mechanical and chemical properties, which are sensitive to the environment.The aim of this study was to prepare abrasion and flame resistant UV-curable coatings having easily cleaned surface and antimicrobial properties. Therefore, in the first stage; borat ester was synthesized by the reaction of phenylboronic acid and polyethyleneglycol monoacrylate. Then, hybrid coatings having various concentrations of boron/flour/silicon were prepared. The hybrid coating formulations were applied on to Polycarbonate panels and hardened by UV irradiation. In addition, the free films were prepared by pouring the formulations into a Teflon® mold. To investigate the antimicrobial effect of the coating, the testing panels were prepared.Coated panels have been subjected to scratch, hardness, gloss, chemical resistance, anti-stain and contact angle. SEM, tensile test, ATR-FTIR, gel content, thermal gravimetric analysis (TGA) and the test of LOI were made. The growth of Gram-negative Escherichia coli bacteria on the prepared plates was examined.