Nanoküp-TiO2/poli(3-oktiltiyofen) hibrit nanokompozit sentezi, karakterizasyonu ve elektroreolojik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, nanoküp-TiO2 taneciklerin morfolojik ve geometri kontrollü sentezinin ardından nanoküp-TiO2 yüzeyi sırayla aminopropiltrietoksisilan (APTS) ve 3-tiyofen asetik asit (3TA) ile kendiliğinden düzenlenmeyle fonksiyonlandırılarak kovalent bağlı nanoküp-TiO2/P3OT hibrit nanokompozit sentezi gerçekleştirilmiş ve tam karakterizasyonları çeşitli tekniklerle (element analizi, ATR-FTIR, XRD, TGA, SEM, TEM, XPS, yoğunluk, değme açısı, iletkenlik) gerçekleştirildi. Sentezlenen malzemelerin yüzey özelliklerini incelemek amacıyla elektrokinetik ölçümler su içinde çeşitli yüzey aktif maddelerin varlığında gerçekleştirildi. Silikon yağ içinde hazırlanan süspansiyonların dielektrik özellikleri LCR metre ile tespit edildi. Süspansiyonların çökelmeye karşı kolloidal kararlılıkları belirlendi. Ardından süspansiyonların elektroreolojik (ER) aktif oldukları ışık mikroskobu ile belirlendikten sonra ER özellikleri üzerine hacim kesri, kayma hızı, kayma gerilimi, elektrik alan kuvveti ve sıcaklığın etkileri araştırıldı. Ayrıca nanoküp-TiO2/SO ve nanoküp-TiO2/P3OT/SO süspansiyonlara frekans ve sürünme-geri kazanım testleri uygulanarak titreşim sönümleme kapasiteleri ve viskoelastik özellikleri belirlendi.

In this study, firstly nanocube-TiO2 particles were synthesized by controlling their morphology and geometry, secondly their surfaces were modified with 3-aminopropyltriethoxysilane (APTS) and 3-thiophene acetic acid (3TA), respectively, with self assembly of these molecules on nanocube-TiO2 surfaces, then covalently bonded nanocube-TiO2/P3OT hybrid nanocomposite was synthesized, and finally fully characterized by various techniques (elemental analysis, ATR-FTIR, XRD, TGA, SEM, TEM, XPS, density, contact angle, conductivity). Surface properties of these materials were determined in water, in the presence of various surfactants, and in silicone oil (SO) by electrokinetic measurements. Suspensions of nanocube-TiO2/P3OT particles in SO were prepared and subjected to dielectric measurements using a LCR meter. Antisedimentation stabilities (colloidal) of these suspensions were determined against gravitational forces. After observing that nanocube-TiO2/P3OT/SO suspensions were electrorheological (ER) active by light microscope, effects of volume fractions, shear rate, shear stres, electric field strength and temperature on their ER properties were investigated. Further frequency and creep and creep-recovery tests were also applied to the nanocube-TiO2/SO and the nanocube-TiO2/P3OT/SO suspensions and vibration damping and viscoelastic properties revealed.