Farklı polimer ortamlarında hazırlanan boya katkılı filmlerin spektroskopik ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bir polimer matriks içerisine lüminesans madde doplanarak elde edilen filmler, fonksiyonel cihazların tasarımlarında önemlidir. Özellikle sensörler, optik görüntüleme ve depolama sistemleri ve solar hücrelerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu uygulamalarda dikkat edilmesi gereken noktalardan biri polimer matriksdeki lüminesans maddenin dispersiyon özelliğini kontrol altında tutmak ve buna bağlı olarak da lüminesans yapan moleküllerin homojen dağılımını sağlamaktır. Bunun için, lüminesans maddenin floresans davranışı üzerinde polimer polaritesinin etkisi film uygulamalarında çalışılması gereken ilk kriterdir. Bu çalışmada sentezleri daha önce gerçekleştirilmiş olan fenantroimidazol-azo boyar madde sınıfı polipropilen (PP), polimetilmetakrilat (PMMA), epoksi (EP) ve polyester (PLE) gibi farklı polariteye sahip termoplastik-termoset grubu polimer filmleri içerisine farklı kütlece % oranlarında katılarak sıcak pres, döküm-cam yüzey kaplama ve çözgen buharlaştırma teknikleri ile homojen olarak hazırlanmıştır. Elde edilen filmlerin boya-polimer etkileşimlerini incelemek amacıyla floresans spektroskopisi tekniği kullanılmış ve lüminesans maddenin moleküler yapısına uygun polimer ortamının seçilmesinin önemi üzerinde durulmuştur. Bunun yanı sıra elde edilen boya katkılı polimer filmlerin mekanik özellikleri ile ilgili bilgi sahibi olabilmek için farklı kütlece % derişimlerinde hazırlanan boya katkılı polimetilmetakrilat ve polipropilen filmlerinin dinamik mekanik analizleri yapılmış ve değişimler incelenerek boya-polimer etkileşimleri yorumlanmıştır. Polimer filmlerin yüzey pürüzlülükleri de incelenerek boya katkılarının film yapısı üzerindeki etkileri gözlemlenmiştir.

Films obtained by adding luminescence to a polymer matrix are important in the design of functional devices. In particular, sensors are widely used in optical imaging and storage systems and solar cells. One of the points to be considered in these applications is to control the dispersion properties of the luminescence material in the polymer matrix and therefore to provide a homogeneous distribution of the luminescent molecules. For this, the effect of polymer polarity on the fluorescence behaviour of the luminescence material is the first criterion to be studied in film applications.In this study, phenantroimidazole azo derivative was used as a dye compound which doped to the polymer matrix. Dye doped thermoplastic and thermoset polymer films having different polarities, such as polypropylene, polymethylmethacrylate, epoxy and polyester were prepared by using hot press, solvent casting method and glass surface coating techniques. In order to investigate the dye-polymer interactions of the films obtained, fluorescence spectroscopy technique was used and the importance of selecting the polymer medium suitable for the molecular structure of the luminescence material was emphasized. In addition, dynamic mechanical analyses of dye doped polymethylmethacrylate films prepared at different mass % concentrations have been made and the changes have been investigated in order to have information about the mechanical properties of the dye doped polymer films. In addition, surface roughness studies were performed to investigate the effect of dye molecules on polymer surface.