In-sıtu olarak metal/polimer nanokompozit filmlerin fotopolimerizasyon tekniği ile eldesi ve karakterizasyonu

Abstract

Fotopolimerizasyon; baskı mürekkepleri, diş dolguları, hızlı kürleşebilen kaplamalar, fotolitografi, mikroelektronik devre yapımı gibi gittikçe artan kullanım alanları ve çevre ile uyumlu ve ucuz bir yöntem olması dolayısıyla sanayi ve akademik açıdan polimer kimyasında çok büyük bir öneme sahiptir. Son 10 yılda, gelişimini artan bir ivme ile devam ettiren nanokompozit malzemeler ise nanoparçacıkların şekil, boyut ve dağılımına dayanarak farklı, eşsiz optik, elektrik ve mekanik özellikleri sebebiyle katalitik, optik, sensör dizaynı, pattern ve antimikrobiyal kaplamalarda büyük ölçüde yer almaktadır. Polimerik nanokompozitleri hazırlamada kullanılan genel yöntem; daha önceden hazırlanan nanoparçacıkların, polimer matriksi içine dağıtılmasıdır. Ancak burada nanoparçacık dağılımının homojenliği sorun olabilmektedir. Bir diğer yaklaşım ise uygun monomer içinde dağıtılan inorganik nanoparçacıklardan polimerik nanokompozit oluşumudur. Polimerizasyon işlemi sırasında soy metal nanoparçacıklarının in-situ olarak elde edilmesi ise nanoparçacıkların büyüklüğü ve dağılımının kontrolü açısından da en önemli ve etkili bir yöntemdir. Bu çalışmada in-situ olarak metal/polimer nanokompozit filmlerin birer soy metal olan gümüş ve altın tuzlarının fotokimyasal süreç ile indirgenerek elde edilmesi amaçlanmıştır. Yeni bir tek bileşenli Tip-II radikalik fotobaşlatıcı olan ditiyokzanton disülfit türevinin bu süreçte kullanılacak olması ile fotoparçalanma sonrası oluşacak tiyil radikallerinin oluşan nanoparçacıkların boyut, şekil ve dağılımındaki etkisi incelendi. Elde edilen Np/ polimer nanokompozit filmlerin morfolojisi ve bu filmlerin ısıtma sonucunda nanoparçacık şekli ve yüzey morfolojisindeki değişimi SEM tekniği ile incelendi. Normal koşullarda, akrilat bazlı nanoparçacık içeren filmlerin yüzeyinde havadaki nemin etkisiyle görülen bozulma, ısıtılmış filmlerde gözlenmedi. Bunun yanısıra altın ve gümüş nanoparçacıkları içeren nanokompozit filmlerin iç ortam hava kalitesinin belirteci olarak bilinen BTX (Benzen, Toluen, Ksilen) izopropil alkol ve etanol gazlarını algılama özellikleri incelendi.

Photopolymerization has a great importance in polymer chemistry in terms of industry and academic due to increasingly areas of usage such as printing inks, dental fillers, fast curing coatings, adhesives, photolithography, microelectronic circuit and an environment-friendly and cheap method. In last decade, nanocomposite materials which continue to progress with an accelerating rate, are largely involved in catalytic, optical, sensor design, pattern and antimicrobial coatings due to their unique optical, electrical and mechanical properties based on shape , size and distribution of nanoparticles. The general method used to prepare polymeric nanocomposites; The previously prepared nanoparticles are dispersed in the polymer matrix. However, uniformity of the nanoparticle dispersion can be a problem. Another approach is the formation of polymeric nanocomposites from inorganic nanoparticles dispersed in a proper monomer. The in-situ preparation of noble metal nanoparticles during the polymerization process is also the most important and effective method for controlling the size and distribution of nanoparticles.In this study, obtaining metal/ polymer nanocomposite films by in-situ through reducing with photochemical process of silver and gold salts which are noble metals is aimed. The use of a new one-component Type II radicalic photoinitiator which is dithioxanthone disulfide derivative formed thiyl radicals after the photocleavage and these radicals effect on the size, shape and distribution of nanoparticles is investigated. The morphology of the obtained Np / polymer nanocomposite films and the change in shape of nanoparticle and surface morphology of these films as a result of heating were studied by SEM technique. Under normal conditions, the degradation observed on the surface of films containing acrylate-based nanoparticles, affected by humidity in the air, was not observed in heated films.On the other hand, nanocomposite films containing gold and silver nanoparticles were examined for their ability to detect BTX (Benzene, Toluen, Xylene), isopropyl alcohol and ethanol gases which are known to be indicators of indoor air quality.