Trimerik fosfazen esaslı yeni iyonik sıvılarının sentezi, karakterizasyonu ve bazı uygulamaları
Synthesis, characterization and some applications of trimeric phosphazene based new ionic liquids
Yazar: ALİ DESTEGÜL
Danışman: PROF. DR. AHMET KARADAĞ ; PROF. DR. ZEYNEL KILIÇ
Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, heksaklorosiklotrifosfazen trimerinin farklı diaminlerle reaksiyonundan kısmen sübstitüte fosfazen bileşikleri (1-2) sentezlenip, bunların üç farklı aminoalkol bileşiği (2-dimetilaminoetanol, 3-dimetilamino-1-propanol ve 4-piridinmetanol) ile reaksiyonundan tamamen sübstitüte mono(4-florobenzil)-spirofosfazen bileşikleri elde edildi. Daha sonra, bu bileşikler metil iyodür (CH3I) ile etkileştirilerek kuaternize azot atomlarına sahip poliiyot tuzları (7-10) sentezlendi ve nihayet bu poliiyot tuzlarındaki I anyonları NTf2 ve BF4 anyonları ile yer değiştirme reaksiyonları ile yeni fosfazen esaslı iyonik sıvılar (FEİS) (11-18) elde edildi.
Sentezlenen FEİS'lerin yapı analizleri için element analizi, FTIR, bir-boyutlu (1D) 1H-, 13C- ve 31P-NMR teknikleri kullanıldı. Isıl kararlılıkları termik analiz (TA) teknikleriyle (TG/DTG, DTA) belirlendi. Vizkozite ölçümleri ise koni-plak viskozimetresi kullanılarak yapıldı. İlave olarak, yeni FEİS'lerin tribolojik özellikleri, organik alan etkili transistörler (OFET) için potansiyelleri ve lityum iyon pillerinde performans artırmak için ticari elektrolitlere katkı maddesi olarak kullanımları araştırıldı. 
Dielektrik sabitleri oldukça yüksek bulunan FEİS'ler ile üretilen OFET'lerin düşük voltajlarda çalıştıkları tespit edildi. Diğer taraftan, triboloji çalışmalarında FEİS'lerin yağlayıcı özelliklerinin çok iyi olmadığı görüldü. Lityum iyon pili araştırmalarında ise FEİS 9 ve 10 katkılı elektrolitlerde kapasite kaybının katkısız elektrolitten çok daha fazla olduğu belirlendi.

Abstract:
In this study, partially substituted phosphazene compounds (1-2) were synthesized from the reaction of the hexachlorocyclotriphosphazene trimer with different diamines and completely substituted mono (4-fluorobenzyl)-spirophosphazene compounds were obtained from their reaction with three different aminoalcohols compounds (dimethylaminoethanol, dimethylamino-1-propanol and 4-pyridylmethanol). Then, polyiodide salts (7-10)  with quaternized nitrogen atoms were synthesized by reacting these compounds with methyl iodide (CH3I) and finally, the new phosphazene-based ionic liquids (PILS) (11-18) were obtained by displacement reactions of the I anions in these polyiodo salts with the NTf2 and BF4 anions.
Elemental analysis, FTIR, one-dimensional (1D) 1H-, 13C- and 31P-NMR techniques were used for structural analyses of synthesized PILS. Thermal stabilities of PILS was determined by thermal analysis (TA) techniques (TGA / DTG, DTA). Also their viscosity measurements were made using a cone-plate viscometer. In addition, the tribological properties of new PILS, their potential for organic field-effect transistors (OFET) and their usage as additives to commercial electrolytes to improve the performance of lithium ion cells were investigated. 
It was determined that OFETs produced with PILS with very high dielectric constants operate at low voltages. On the other hand, it was observed that the lubricating properties of PILS were not very fine in tribology studies. In lithium ion cell research, it was determined that the capacity loss in PILS 9 and 10 doped electrolytes was much higher than that of pure electrolyte.