Poli(vinilalkol-ko-vinillaurat),poli(vinilalkol-ko-vinilmiristat) ve poli(vinilalkol-ko-vinilpalmitat) polimerlerinin ısıl enerji depolama amaçlı katı-katı faz değişim maddeleri olarak sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of poly(vinylalcohol-co-vinyllaurate,poly(vinylalcohol-co-vinylmyrystate), and poly(vinylalcohol-co-vinylpalmytate) as solid-soid phase change materials for thermal energy storage
Yazar: ESRA DOĞANGÜZEL
Danışman: DOÇ. DR. CEMİL ALKAN
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Faz değişim maddeleri (FDM'ler), enerji depolayan malzemeler içinde yüksek enerji depolama yoğunluğu ve depolama ve salınma aşamasında küçük sıcaklık değişimleri gösteren en popüler maddelerdir. FDM'ler, eriyip katılaşma esnasında yüksek oranda ısıl enerji depolayıp salabilen maddelerdir. Bu çalışmada, sentetik bir polimer olan polivinil alkol (PVA), polietilen glikol (PEG) yerine yağ asidi takılarak polimerik katı-katı FDM'lere dönüştürülmüştür. Üretilen yapının 3 farklı sıcaklıkta çalışabilen türevleri üretilerek yapısal ve ısıl yönden karakterize edilmiştir. Yeni tip FDM sentezlemek için laurik asit, miristik asit ve palmitik asit seçilmiş ve bu materyaller tiyonil klorürle dimetil formamit katalizörü ortamında açil klorürlerine dönüştürülmüştür. Yağ asidi açil klorürleri PVA ile ara yüzeyde etkileştirilmiş ve polimer zinciriyle HCl yan ürünü çıkartarak yoğunlaşmıştır.Elde edilen FDM'lerin yapısal olarak karakterize edilmesi için FT-IR spektroskopisi kullanılmıştır. Sentezlenen FDM'ler, erime-katılaşma sıcaklıkları, entalpileri ve bozunma sıcaklıkları bakımından Diferansiyel Taramalı Kalorimetre ve Isıl Gravimetrik Analiz cihazları kullanılarak analiz edilmişlerdir. Isıl güvenirlik analizi için üretilen FDM'ler 1000 kez erime sıcaklığının üzerine ısıtılıp soğutulduktan sonra FT-IR ve DSC ölçümleri için test edilmiştir.

Abstract:
Among energy storage materials, phase change materials (PCMs) with high energy storage density and small temperature variations during phase change are the most popular materials. PCMs are the materials storing and releasing high amount of thermal energy during melting and solidification. In this study, polyvinly alcohol (PVA) as a synthetic polymer has been transformed to polymeric solid-solid PCMs attaching fatty acids instead of PEG. The derivatives of produced structure that can work at 3 different temperatures were produced and characterised by structural and thermal aspects. For the synthesis of the novel PCMs, lauric acid, myristic acid, and palmitic acid were chosen and they were transformed to acyl chlorides by thionyl chloride in the presence of dimethylformamide catalyst. Acyl chlorides of fatty acids were reacted with PVA at the interface and they condenses with PVA polymer producing HCl as a biproduct.FT-IR spectroscopy was used to characterize the produced PCMs structurally. Synthesized PCMs were analysed using Differential Scanning Calorimetry and Thermal Gravimetric Analysis instruments for melting-solidifying temperatures, enthalpies and degradation temperatures. The produced PCMs were tested by FT-IR and DSC measurements for thermal reliability after heating and cooling above melting point 1000 times.