PBMA/h-BN VE PBMA/FONKSİYONELİZE BN NANOKOMPOZİTLERİNİN TERMAL VE KİNETİK ÖZELLİKLERİ

Abstract

ÖZET Modifikasyon işlemi bor nitrür ve çok duvarlı karbon nanotüplerin yüzeyini değiştirerek bu maddelerin farklı uygulama alanlarında kullanımları için oldukça önemlidir. Bu çalışmada öncelikle çok duvarlı karbon nanotüplerin (MWCNT) karboksillenmesi ve klorinasyonu gerçekleştirilmiştir. Ardından nano bor nitrürün (BN) yüzeyi aminli bir bileşik ile modifiye edilmiştir. Modifikasyon işlemleri başarı ile gerçekleştirilen bu iki madde bir araya getirilerek fonksiyonelleştirilmiş modifiye bor nitrür ve karbon nanotüp bileşiği elde edilmiştir. Nanokompozit sentezinde, polimerin üstün özelliklerinin kullanılan dolgu maddesi ile iyileştirilmesi beklenen bir durumdur. Bu çalışmada matriks olarak poli(butil metakrilat) (PBMA) ve dolgu maddesi olarak nano bor nitrür, modifiye bor nitrür ve fonksiyonelleştirilmiş bor nitrür-karbon nanotüp bileşiği kullanılarak çözelti ortamında etkileştirme yöntemi ile PBMA nanokompozitleri hazırlanmıştır. Sentezlenen dolgu maddelerinin yüzey alanları Brunauer, Emmet ve Teller (BET) yüzey alanı ölçüm cihazı ile; sentezlenen dolgu maddelerinin ve PBMA nanokompozitlerinin fonksiyonel grupları ve yapısal karakterizasyonu Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopi (FTIR-ATR) cihazı, termal karakterizasyonu termal gravimetrik analiz (TGA) cihazı ve yüzey morfolojisi taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Ayrıca sentezlenen PBMA nanokompozitlerinin camsı geçiş sıcaklıkları (Tg) diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ile; ve termal bozunma kinetiklerinin Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) ve Flynn-Wall-Ozawa (FWO) eşitlikleri ile uyumluluğu ise farklı sıcaklıklarda termal kinetik analizleri gerçekleştirilerek incelenmiştir ve aktivasyon enerjileri belirlenmiştir. Tüm bu karakterizasyon işlemleri ile gerçekleştirilen modifikasyon işlemleri ve polimer matriks ile dolgu maddesinin etkileşimi ile nanokompozit sentezi doğrulanmıştır.

ABSTRACT The modification process is very important for the use of these materials in different application areas by changing the surface of boron nitride and multi-walled carbon nanotubes. In this study, firstly, carboxylation and chlorination of multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) were carried out. Then, the surface of nano boron nitride (BN) was modified with an amine compound. By combining these two materials, whose modification processes were carried out successfully, functionalized modified boron nitride and carbon nanotube compound were obtained. In nanocomposite synthesis, it is expected to improve the superior properties of the polymer with the filler used. In this study, PBMA nanocomposites were prepared by using poly(butyl methacrylate) (PBMA) as matrix and nano boron nitride, modified boron nitride and functionalized boron nitride-carbon nanotube compound as a filler, by interaction method in solution medium. Surface areas of the synthesized fillers were determined by Brunauer, Emmet and Teller (BET) surface area measurement device; The functional groups and structural characterization of the synthesized fillers and PBMA nanocomposites were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR-ATR), thermal characterization by thermal gravimetric analysis (TGA) device and surface morphology by scanning electron microscope (SEM). In addition, the glass transition temperatures (Tg) of the synthesized PBMA nanocomposites were determined by differential scanning calorimetry (DSC); and compatibility of thermal decomposition kinetics with Kissinger-Akahira-Sunose (KAS) and Flynn-Wall-Ozawa (FWO) equations were investigated by performing thermal kinetic analyzes at different temperatures and activation energies were determined. The synthesis of nanocomposites was confirmed by the modification processes performed with all these characterization processes and the interaction of the polymer matrix and the filler.