UV-ışınları ile sertleşebilen fosfin oksit bazlı reçinelerin sentezi, karakterizasyonu ve sol-jel kaplamalarda kullanımı


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Marmara Üniversitesi, Fen - Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2004

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ZUHAL HOŞGÖR

Danışman: NİLHAN KAYAMAN APOHAN

Özet:

Günümüzde yeni ve üstün özellikli malzemelere olan ihtiyaç ve buna cevap verebilecek malzeme arayışları yoğun bir biçimde devam etmektedir. Bu alanda yapılan araştırma ve geliştirme çalışmalarının önemli bölümünü, üstün özellikli yeni malzemelerin üretimine imkan verecek farklı kimyasal yapılardaki monomer ve polimerlerin tasarım, sentez ve karakterizasyonuna yönelik çalışmalar oluşturmaktadır. 1970'lerde ortaya çıkan enerji ve çevre sorunlarına çözüm bulmak amacı ile kaplama endüstrisinde yapılan araştırma ve geliştirme çalışmaları yeni kaplama tekniklerinin doğmasına yol açmıştır. Bu tekniklerden biri olan UV (ultraviyole) ışınları ile sertleşebilen kaplamalar, düşük enerji tüketimi, daha az çevre kirliliğine yol açması ve düşük sıcaklıklarda bile hızlı sertleşebilme avantajlarından dolayı pek çok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tür kaplamaların en önemli uygulama alanları ahşap, kağıt, metal, karbon ve plastik endüstrisidir. ORMOCER®'ler sol-jel yöntemi ile sentezlenen ticari hibrit polimer malzemeleridir. Sol-jel yöntemi organik modifiye silisyum-alkoksidlerin kontrollü hidrolizi ve kondensasyonu ile inorganik ağın oluşturulması ve daha sonraki aşamada inorganik ağ bağlanmış polimerize olabilen grupların termal veya UV başlatıcı sistemler ile aktive edilerek reaksiyon vermesine dayanır. Bu iki aşamalı yöntem sonucunda bir inorganik-organik kopolimer ürün sentezlenir. Hibrit malzemelerin diğer kaplama malzemeleri ile karşılaştırıldığında koruyucu kaplama malzemesi olarak daha çok tercih edilme nedenleri arasında, bir çok farklı malzemeye iyi yapışmaları, farklı alternatif metotların kolaylıkla uygulanabilmesi, su absorpsiyonu ve su buharı geçirgenliklerinin düşük olması, kimyasal ve elektriksel olan yüksek dirençleri ve nemli ortama dayanmaları sayılabilir. Bu çalışmada UV- ışınları ile serbest radikal mekanizma ile polimerleşebilen fosfinoksit içeren reçine sentezlenmiş ve hibrit sol-jel karışımına çapraz bağlayıcı olarak eklenip inorganik-organik hibrit kaplama malzemeleri sentezlenmiştir. Bu amaçla ilk önce akrilat fonksiyonlu fosfin oksit bazlı oligomer sentezi iki adımda gerçekleştirilmiştir. Birinci adımda bis (4-hidroksi fenil) fenil fosfin oksit, sodyum karbonat varlığında etilen karbonat ile reaksiyona sokularak bis[(4-ß-hidroksi etoksi) fenil] fenil fosfin oksit sentezlenmiştir. İkinci adımda elde edilen ürünün trietilamin varlığında akriloilklorür ile reaksiyona girmesi sonucu iki ucun akrilik fonksiyonel gruplarla örtülmesi sağlanmıştır. Yan ürün amin tuzu ortamdan ayrılarak akrilat fonksiyonlu fosfin oksit reçinesi elde edilmiştir. Daha sonra akrilat fonksiyonlu fosfinoksit reçinesi, metakriloksipropiltrimetoksi silan ve tetra ortosilikat varlığında sol-jel prosesi kullanılarak reaksiyona sokulmuştur. Sentezlenen oligomer ile UV- ışınları ile sertleşebilen çeşitli sol-jel formülasyonlar hazırlanmıştır. Karışımdaki reçine oranının kaplama malzemesinin mekanik ve fiziksel özelliklerine etkileri sertlik, parlaklık, yapışma, darbe, deformasyon ve bükme testleri ile incelenmiştir.