Date

2015-06-15

Author

Dilek Hacıhabiboğlu, Çerağ
Ünlüsü, Betül

Metadata

Show full item record

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Item Usage Stats

149
views

0
downloads

Cite This

Bu çalışmada, farklı fonksiyonel gruplara sahip hibrit yapıdaki çeşitli polihedral oligomerik silseskuioksan (POSS) ve CO2 içeren ikili sistemlerin faz davranışları incelenmiştir. Çalışılan POSS’lar trifloropropil POSS, oktametil POSS, metakril POSS, izooktil POSS, oktaizobütil POSS, oktafenil POSS ve oktatrimetilsiloksi POSS’tur. Çözünürlük deneyleri için yapılan çiğlenme ve bulutlanma noktası ölçümleri yüksek basınç hücresi kullanılarak 35 ºC ve 50 ºC sıcaklıklarında en yüksek 300 bar basınca çıkılarak belirlenmiştir. Bunun yanı sıra yüksek basınç UV-VIS spektrofotometre sistemi de yüksek hassasiyette çözünürlük ölçümleri için kullanılmıştır. Çalışılan POSS yapıları arasında trifloropropil, metakrilat, izooktil, oktaizbütil ve oktatrimetilsiloksan gruplarını içeren POSS’lar CO2 ile homojen çözeltiler oluştururken oktametil ve oktafenil POSS’un süperkritik akışkan içinde çözünür olmadığı tespit edilmiştir. Trifloropropil, metakril, izooktil ve oktatrimetilsiloksi POSS’un süperkritik karbondioksit içindeki çözünürlükleri artan sıcaklıkla azalırken oktaizobütil POSS-CO2 ikili sisteminde ise bir geçiş basıncı gözlenmiştir. Geçiş basıncının altındaki basınçlarda oktaizobütil POSS’un süperkritik karbondioksit içindeki çözünürlüğü artan sıcaklıkla azalmaktadır. Bu basıncın üzerindeki basınçlarda ise artan sıcaklık, oktaizobütil POSS’un süperkritik karbondioksit içindeki çözünürlüğünü arttırmaktadır. POSS’lar arasında en çözünür olanı oktatrimetilsiloksi POSS’ken en düşük değere sahip olanı ise metakril POSS’tur. Elde edilen bu sonuçlar POSS’ların sahip oldukları fonksiyonel grupların onların süperkritik karbondioksit içindeki çözünürlüklerini ve POSS-CO2 ikili sistemlerinin faz davranışlarını önemli ölçüde etkilediğini, POSS’ların süperkritik karbondioksit içinde çözünebilmesi için karbondioksit ile özel etkileşime girebilen grupları ya da çözünürlüğe entropik katkıda bulunabilen dallanmış hidrokarbon gruplarını taşımaları gerektiğini göstermektedir. Çözünürlük çalışmaları devamında, POSS-CO2 sistemlerinin faz denge verileri yoğunluk temelli bağlılaşımlarla modellenmiştir. Kullanılan modeller; Mendez-Santiago ve Teja, Chrastil, Chrastil- Wang, Bartle, del Valle ve Aguilera ve Kumar ve Johnston modelleri olup, bu modellerle çözünürlük verilerine oldukça uyan sonuçlar elde edilmiştir. Tüm ikili sistemler için en düşük kestirim hatasını veren Chrastil-Wang modeller arasında en iyi çözünürlük kestirim performansını sergilemiştir. vii Çalışmanın diğer bir aşamasında trifloropropil POSS-CO2 ve oktaizobütil POSS ikili sistemlerinin çözünürlük ve faz dengesi bilgileri kullanılarak, polimerlerin süperkritik karbondioksit ile çevreye duyarlı malzeme işleme uygulamalarının geliştirilmesi üzerine çalışılmıştır. Bu uygulamaların ilkinde trifloropropil POSS sadece süperkritik karbondioksit kullanılarak poli(metil metakrilat) (PMMA) yüzeyinde depolanmış ve yüzeyin bir örnek şekilde POSS ile kaplanması sağlanmıştır. Çalışılan diğer bir uygulama ise trifloropropil POSS ve oktaizobütil POSS’un CO2 ile etkileşime girebilen ve şişirilebilen biyobozunur ve biyouyumlu Poli(laktik asit) (PLA)’ya süperkritik karbon dioksit ile emdirilerek POSS’ların polimere depolanmasıdır. Emdirilmiş PLA filmleri ve saf PLA filmlerinin taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile morfolojik analizi ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve thermogravimetrik analiz (TGA) ile ısıl analizleri yapılmıştır. Yapılan analizlerde süperkritik emdirme tekniği kullanılarak POSS malzemelerinin PLA içine yüklenebildiği gözlenmiştir. Elde edilen DSC ve TGA sonuçlarıyla yüklenen POSS’ların polimerin camsı geçiş sıcaklığına, erime sıcaklığına ve termal kararlılığına olan etkisi incelenmiştir. Elde edilen polimer kompozitin Tg’sinin saf PLA Tg’sine göre daha yüksek olması polimer matrisindeki moleküller arası etkileşimlerin geliştirildiğini göstermektedir.

Subject Keywords

Silika kafes, CO2-uyumlu, organik–inorganik hibrit malzemeler, geçiş basıncı, süperkritik emdirme viii

URI

https://hdl.handle.net/11511/95842

Collections

Department of Chemical Engineering, Project and Design