Süper yağ itici, elektrokromik yüzey malzemelerinin sentez ve karakterizasyonu
Yükleniyor...
Tarih
2016
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Proje Grubu : KBAG
Sayfa Sayısı : 107
Proje No : 113Z246
Proje Bitiş Tarihi : 15.02.2016
Bu proje çalışmasında son yıllarda önemi giderek artan ve akıllı camlar, görüntüleme cihazları gibi çeşitli potansiyel uygulama alanına sahip polimerik elektrokromik yüzeylerin su ve yağ bazlı kirlenmelere karşı dirençli hale getirilmesi hedeflenmiştir. Polimerik elektrokromik yüzeylere su ve yağ iticilik özellik kazandırabilmek için iki temel özelliğin sağlanması gerekmektedir: Düşük yüzey enerjisi ve yüksek yüzey pürüzlülüğü. Yüzey enerjisini düşürmek için polimer sentezinde kullanılan monomerlerin yapısına uzun perfloroalkil sübstitüe gruplar HI eliminasyonu ve esterleşme tepkimeleri üzerinden bağlandı. Sentezlenen perfloroalkil pirol ve perfloroalkil karbazol türü monomerler kimyasal oksidatif polimerizasyon yöntemiyle polimerleştirildi. Yüzey pürüzlülüğünü artırmak üzere elektropolimerizasyon yöntemiyle ITOcam elektrot yüzeylerine PEDOT polimeri alt tabaka olarak kaplandı. Sentezlenen perfloroalkil yan gruplara sahip polimerler dönerek ve daldırarak kaplama teknikleri kullanılarak yüksek pürüzlülüğe sahip PEDOT filmler üzerine ikinci polimer tabakası olarak kaplandı. Böylece PEDOT alt tabakasının sağladığı yüksek pürüzlülük ve düşük yüzey enerjisine sahip üst tabakanın sağladığı düşük yüzey enerjisi ile belli şartlarda süper su itici özelliğe sahip elektrokromik yüzeyler elde edildi. Ancak yüzeylere yapılan SEM-EDX analizleri sonuçlarına göre perfloro grupların film yüzeyindeki oranlarının düşük olması nedeniyle yağ itici yüzeyler elde edilemedi. Kaplamalarda kullanılan parametrelerin değişiminin yüzey temas açısını ve yüzeydeki %F oranını önemli ölçüde etkilediği gözlendi. Sentezlenen monomer ve polimerlerin yapıları FT-IR ve NMR analiz teknikleriyle karakterize edildi. Tek ve çift tabakalı film kaplamalar UV-vis ölçümleriyle belirlendi. Hazırlanan filmlerin su ve yağ temas açısı ölçümleri “yüzey temas açısı ölçüm cihazı” ile; yüzey morfolojileri “SEM-EDX analiz tekniği” ile; elektrokromik özellik karakterizasyonları ise “spektroelektrokimyasal analiz” tekniği ile gerçekleştirildi. Sonuç olarak; sentezlenen çift tabakalı polimer filmlerin süperhidrofobik elektrokromik yüzeylerin hazırlanmasında kullanılabileceği, ancak süper yağ itici elektrokromik yüzeylerin geliştirilmesi için film yüzeyindeki %F oranını yükselterek yüzey enerjisini daha da düşürecek kaplamaların yapılabileceği tekniklerin geliştirilmesi gerektiği görülmüştür.
Bu proje çalışmasında son yıllarda önemi giderek artan ve akıllı camlar, görüntüleme cihazları gibi çeşitli potansiyel uygulama alanına sahip polimerik elektrokromik yüzeylerin su ve yağ bazlı kirlenmelere karşı dirençli hale getirilmesi hedeflenmiştir. Polimerik elektrokromik yüzeylere su ve yağ iticilik özellik kazandırabilmek için iki temel özelliğin sağlanması gerekmektedir: Düşük yüzey enerjisi ve yüksek yüzey pürüzlülüğü. Yüzey enerjisini düşürmek için polimer sentezinde kullanılan monomerlerin yapısına uzun perfloroalkil sübstitüe gruplar HI eliminasyonu ve esterleşme tepkimeleri üzerinden bağlandı. Sentezlenen perfloroalkil pirol ve perfloroalkil karbazol türü monomerler kimyasal oksidatif polimerizasyon yöntemiyle polimerleştirildi. Yüzey pürüzlülüğünü artırmak üzere elektropolimerizasyon yöntemiyle ITOcam elektrot yüzeylerine PEDOT polimeri alt tabaka olarak kaplandı. Sentezlenen perfloroalkil yan gruplara sahip polimerler dönerek ve daldırarak kaplama teknikleri kullanılarak yüksek pürüzlülüğe sahip PEDOT filmler üzerine ikinci polimer tabakası olarak kaplandı. Böylece PEDOT alt tabakasının sağladığı yüksek pürüzlülük ve düşük yüzey enerjisine sahip üst tabakanın sağladığı düşük yüzey enerjisi ile belli şartlarda süper su itici özelliğe sahip elektrokromik yüzeyler elde edildi. Ancak yüzeylere yapılan SEM-EDX analizleri sonuçlarına göre perfloro grupların film yüzeyindeki oranlarının düşük olması nedeniyle yağ itici yüzeyler elde edilemedi. Kaplamalarda kullanılan parametrelerin değişiminin yüzey temas açısını ve yüzeydeki %F oranını önemli ölçüde etkilediği gözlendi. Sentezlenen monomer ve polimerlerin yapıları FT-IR ve NMR analiz teknikleriyle karakterize edildi. Tek ve çift tabakalı film kaplamalar UV-vis ölçümleriyle belirlendi. Hazırlanan filmlerin su ve yağ temas açısı ölçümleri “yüzey temas açısı ölçüm cihazı” ile; yüzey morfolojileri “SEM-EDX analiz tekniği” ile; elektrokromik özellik karakterizasyonları ise “spektroelektrokimyasal analiz” tekniği ile gerçekleştirildi. Sonuç olarak; sentezlenen çift tabakalı polimer filmlerin süperhidrofobik elektrokromik yüzeylerin hazırlanmasında kullanılabileceği, ancak süper yağ itici elektrokromik yüzeylerin geliştirilmesi için film yüzeyindeki %F oranını yükselterek yüzey enerjisini daha da düşürecek kaplamaların yapılabileceği tekniklerin geliştirilmesi gerektiği görülmüştür.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Süperhidrofobik yüzeyler; polimerik elektrokromikler; elektrokromik malzemeler; yüzey temas açısı; spektroelektrokimya; iletken polimerler; polimerik yüzeyler, Superhydrophobic surfaces; polymeric electrochromics; electrochromic materials; contact angle; spectroelectrochemistry; conducting polymers; polymeric surfaces
