Süper amfifobik polimer kaplamaların hazırlama karakterizasyonu ve verimlilik tayini
Preparation characterization and efficiency determination of superamphiphobic polymer coatings
Yazar: ENES SERTTOKAT
Danışman: PROF. DR. METİN TÜLÜ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Yapılması gereken en zor ve en çok zaman alan gündelik işlerden araba dış yüzeyi,
sokak duvarları, bina cepheleri, pencere camları ve çamaşır yıkanması gibi işlerdir.
Temizlemesi kolay kaplamalar, temizlik işlemi sırasında işçilik maliyetlerini
azaltan ve çevresel sürdürülebilirliği artıran önemli bir teknolojik gelişme olarak
kabul edilmektedir. Poli (viniliden florür-ko-hekzafloropropilen), floroalkil silan ve
çeşitli amino, epoksi ve alkoksi ile modifiye edilmiş silanlardan oluşan kolay
erişilebilir bir malzeme sistemi kullanılarak asit katalizli bir sol-jel hazırlandı ve
pamuklu kumaş, PES kumaş, cam, kâğıt, ahşap ve metal gibi çeşitli substratlara
uygulandı: Daldırma ile kaplanan yüzeyler sonrasında ısıyla kürlenmiştir. Bu işlem,
fiziksel ve kimyasal hasar durumunda nefes alabilirlikten ödün vermeden, benzersiz
bir kendi kendini iyileştirme yeteneğine sahip, güçlü, süper amfifobik bir kaplama
elde etmeyi amaçladı. Kaplanmış malzemelerin su ve yağ geçirmezliği, uzun
yıkama dayanımı ve aşınma testinden sonra dahi olumlu sonuç verdi. Bu basit ama
yaratıcı ve etkili kaplama yöntemi, çeşitli uygulamalar için uzun ömürlü koruyucu
çözümlerin geliştirilmesinde faydalı olabilir. Kaplanan substratlar, su ve yağ
iticiliğini belirlemek için su, filtre kahve ve zeytinyağı gibi çeşitli sıvılarla temas
açısı ölçümleri yoluyla test edildi. Epoksi uçlu silanlar, substratların çoğunda daha
iyi çapraz bağlanma göstererek, özellikle yüksek molekül ağırlıklı aglomere tip
epoksi silan olmak üzere dayanıklılığı ve performansı etkili bir şekilde
geliştirmiştir. Kendi kendini onaran kaplama, herhangi bir VOC varlığı olmadan
homojen bir şekilde uygulandı ve su ve yağ iticiliğini olumsuz etkilemediği ayrıca
çizilme testi ve 10 çevrime kadar aşınma testleri ile fiziksel ve kimyasal
dayanıklılık iyileştirildiği belirlendi Kaplanan malzeme, substrat üzerindeki
morfolojik yapıyı anlamak için SEM ile analiz edildi, temas açısı ölçümü ile su ve
yağ iticiliği ölçüldü. Polimerik kaplama malzemesinin yapısal özelliklerini anlamak
için FTIR, parçacık boyutu ve zeta potansiyeli için Zetasizer kullanıldı.

Abstract:
One of the hardest and most time-consuming chores that have to be performed every
day is cleaning surfaces, such as the outsides of buildings and cars, street walls,
window panels, and laundering. Easy-to-clean coatings are considered a significant
technological advancement that reduces labor costs and improves environmental
sustainability during the cleaning process. Using an easily accessible material
system made up of poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), fluoroalkyl
silane, and several types of amino, epoxy, and alkoxy modified silanes, an acid-
catalyzed sol-gel was prepared and applied on various substrates such as cotton
fabric, PES fabric, glass, paper, wood, and metal using a dip coating and heat curing
technique. This process aimed to obtain a strong, superamphiphobic coating with a
unique self-healing ability in case of physical and chemical damage without
compromising breathability. The superamphiphobicity of the coated materials
seems to be unaffected even after extended cycles and abrasion. This simple, yet
creative and effective coating method may prove useful in the development of long-
lasting protective solutions for various applications. The coated substrates were
tested by contact angle measurements with various liquids such as water, filter
coffee, and olive oil to identify water and oil repellence. Epoxy-ended silanes have
shown better cross-linking on most of the substrates, effectively improving
durability and performance, especially the high molecular weight agglomerated
type of epoxy silane. The self-healing coating was applied homogeneously without
the presence of any VOC and did not adversely affect water and oil repellence, and
physical and chemical durability were improved with scratch tests and abrasion
tests up to 10 cycles. The coated material was analysed with SEM to understand the
morphological structure on the substrate, water and oil repellence were measured
with contact angle measurement. FTIR and Zetasizer were used to understand the
properties of the polymeric coating material.