İletken polimer/kırmızı çamur nanokompozitlerinin kimyasal yöntemle hazırlanması ve özelliklerinin incelenmesi

Abstract

iiiÖZETİletken Polimer/Kırmızı Çamur Nanokompozitlerinin Kimyasal YöntemleHazırlanması Ve Özelliklerinin İncelenmesiPolianilin/kırmızı çamur (PAn/KÇ), poli(o-toluidin)/kırmızı çamur (POT/KÇ),poli(2-kloranilin)/kırmızı çamur (P2ClAn/KÇ) ve politiyofen/kırmızı çamur (PT/KÇ)nanokompozitleri kimyasal polimerleşme ile sentezlendi. PAn, POT, P2ClAnhomopolimerleri ve bu homopolimerlerin kırmızı çamur ile nanokompozitleri, HClortamında (NH4)S2O8 tuzu ile elde edildi. PT ve nanokompozitlerinin sentezinde iseçözücü olarak CHCl3 ve yükseltgen tuz olarak FeCl3 kullanıldı. Kırmızı çamurunmiktarı değiştirilerek farklı yüzdelerde kırmızı çamur içeren iletken polimer/kırmızıçamur nanokompozitleri hazırlandı. Homopolimer ve nanokompozitlerin özellikleriFTIR ve Uv-Vis spektrofotometreleri, TGA, SEM, X-ışını kırınımı analizleri,iletkenlik ve magnetik suseptibilite ölçümleri ile incelendi. FTIR spektrumlarındanpolimerleşmeyi ve nanokompozit oluşumunu destekleyen bandlar elde edildi. PAn,POT ve P2ClAn için Uv-Vis spektrumlarında emeraldin yapısını gösterenkarakteristik bandlar görüldü. Nanokompozitlerin termal kararlılıklarının arttığı TGAanalizlerinden belirlendi. P2ClAn/KÇ(2) nanokompozitinin 174oC ile en düşükbozunma sıcaklığına; PAn/KÇ(4) nanokompozitinin 295oC ile en yüksek termalkararlılığa sahip olduğu görüldü. SEM analizleri ile nanokompozit vehomopolimerlerin yüzey morfolojileri incelendi. Kırmızı çamurun SEMfotoğraflarından, yapısının 1 µm'den daha küçük tanecik büyüklüğüne sahip olduğugörüldü. SEM görüntüleri her nanokompozitte farklı yüzey yapıları gösterdi.Homopolimer yapısına kırmızı çamur girdikçe iletkenlik değerlerinin değişimi dörtnokta tekniği ile ölçüldü. Gouy terazisi ile yapılan ölçümlerden nanokompozitlerinpozitif magnetik suseptibilite değerlerine sahip olduğu, dolayısı ile iletmemekanizmalarının polaronlar üzerinden yürüdüğü anlaşıldı.ANAHTAR KELİMELER: Polianilin, Poli(o-toluidin), Poli (2-kloranilin),Politiyofen, Kırmızı Çamur, Nanokompozit

ivABSTRACTPreparation of Conducting Polymer/Red Mud Nanocomposites by ChemicalMethod and Investigation of Their PropertiesPolianiline/red mud (PAn/RM), poly(o-toluidine)/red mud (POT/RM),poly(2-choloroaniline)/red mud (P2ClAn/RM) and polythiophene/red mud (PT/RM)nanocomposites were synthesized by chemical oxidation method. PAn, POT,P2ClAn homopolymers and their nanocomposites with RM were obtained using(NH4)2S2O8 salt in HCl medium. Conducting polymer/red mud nanocompositesincluding red mud in various percentage were prepared by increasing red mudamount. The properties of homopolymers and nanocomposites were investigatedusing FTIR and Uv-Vis spectrophotometer, TGA, SEM, X-ray diffraction analysis,conductivity and magnetic susceptibility measurements. The bands supportingpolymerization and composite formation were obtained from FTIR spectra. Thecharacteristic bands showing emeraldine structure were observed in Uv-Vis spectra.It was determined from TGA analysis that the thermal stabilities of nanocompositesincreased. PAn/RM(4) nanocomposite has the highest thermal stability with 295oCwhereas P2ClAn/RM(2) nanocomposite has the least degradation temperature with174oC. The surface morphologies of nanocomposites and homopolymers wereinvestigated using SEM analysis. From SEM photographs, it is seen that red mud hasparticules dimensions of less than 1µm. SEM analysis revealed distinctmorphological features of the composites. The conductivity values obtained withchanging red mud percentage in homopolymers were measured using four-probetechnique. From the Gouy balance magnetic measurements it was found thatpolymers and nanocomposites were polaron conducting mechanism.KEY WORD: Polyaniline, Poly(o-toluidine), Poly(2-chloroaniline), Polythiophene,Red Mud, Nanocomposite