Poliimidlerin sentezi, karakterizasyonu ve bazı özelliklerinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi
Experimental and theoretical examination of synthesis, characterization and some properties of polyimides
Yazar: AHMET ÇAĞRI ATA
Danışman: PROF. DR. İSMAİL ÇAKMAK
Kafkas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Poliimidlerin ısıl, mekanik ve ayırma özellikleri kimyasal yapılarına bağlı olarak meydana gelebilecek ufak bir değişiklikle önemli ölçüde değiştirilmiştir. Bu yapısal değişiklikler ise fiziksel ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri kapsamlı bir şekilde araştırılmış olup bir çok uygulama alanında ve malzeme biliminde kullanılmıştır. Bu çalışmanın amacı uygun monomerlerin seçimiyle poliimidlerin sentezinde yapı/performans ilişkisinin incelenmesidir. Burada, sentezlenen üç farklı özgün diaminler, üç farklı dianhidritler (NTDA, PMDA ve BPDA) ve ayrıca aromatik ve alifatik gruplar bulunan poliimidlerin poliamik asitin termal çözelti imidizasyonu yöntemiyle iki farklı üstün özelliklere sahip A-B tip API'lar sentezlenmiştir. Sentezlenen API'ların çeşitli spektroskopik karakterizasyonları (1H-NMR, 13C-NMR, FT-IR, UV-Görünür, DSC ve TGA/DTA) yapı tayinleri ile aydıntılmıştır. Son zamanlarda moleküler simülasyon teknikleri (DFT / TD-DFT) çalışmalarla API'lerin oligomer birimlerine uygulamada ve hesaplamada kimyasal yapıları arasındaki ilişkiyi daha iyi anlamada kullanılmış ve sonraki çalışmalara ışık tutmuştur. Ayrıca diyot uygulamaları için; Au/AP1/p-Si ve Au/AP2/p-Si cihazlarının fotodiyot ve diyot parametreleri için sıcaklığa bağlı (100-320 K) akım-voltaj (I-V), çeşitli ışık şiddetlerinde fotoakım, frekansa bağlı kapasitans-voltaj (C-V) ve iletkenlik - voltaj (G-V) ölçümleri yapılmıştır. Oda sıcaklığında çeşitli ışık konsantrasyonları ve karanlıkta fotoakım özellikleri incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Aromatik poliimid, PAA, DFT/TD-DFT, Diyot Uygulamaları, Optik bant aralığı

Abstract:
The thermal, mechanical and separation properties of the polyimides have been significantly altered with a slight variation depending on their chemical structure. The effects of these structural changes on their physical and mechanical properties have been extensively studied and have been used in many application areas and materials science. The aim of this study is to examine the structure/performance relationship in the synthesis of polyimides with the selection of appropriate monomers. Here, three different unique diamines, three different dianhydrides (NTDA, PMDA and BPDA) as well as polyimides with aromatic and aliphatic groups were synthesized by thermal solution imidization method of polyamic acid with two different superior properties A-B type APIs. Various spectroscopic characterizations (1H-NMR, 13C-NMR, FT-IR, UV-Vis, DSC and TGA/DTA) structure determinations of synthesized APIs were clarified. Recently, molecular simulation techniques (DFT / TD-DFT) have been used to better understand the relationship between chemical structures in the application and calculation of APIs to oligomer units, and shed light on subsequent studies. Also for diode applications; for the photodiode and diode parameters of the Au/AP1/p-Si and Au/AP2/p-Si devices, temperature-dependent (100-320 K) current-voltage (I-V), photocurrent at various light intensities, frequency-dependent capacitance-voltage (C-V) and conductivity-voltage (G-V) measurements were made. Various light concentrations at room temperature and the photocurrent characteristics in the dark were investigated.

Key Words: Aromatic polyimide, PAA, DFT/TD-DFT, Diode Applications, Optical band gap