Süperhidrofobik polipropilen yüzeyler

Abstract

SÜPERHİ DROFOBİK POLİPROPİLEN YÜZEYLER Kazım ÖZTUNALI Anahtar kelimeler: Süperhidrofobiklik, Nilüfer Etkisi, Temas Açısı, Çöktürücü, Yüzey Pürüzlülüğü, Cassie-Baxter modeli, Polipropilen. ÖZET: Son yıllarda, süperhidrofobiklik konusunda geniş bir uygulama ve araştırma yapılmaktadır, özellikle, çeşitli malzemeler kullanılarak nilüfer bitkisinin sahip olduğu süperhidrofobikliğe benzer bir yapı oluşturmaya çalışılmaktadır. Ucuz olan ve kolaylıkla bulunabilen bir polimer olan polipropilen malzeme ile süperhidrofobik bir yüzey elde edildi. Bu çalışmada, polipropilenden elde edilen bu yapıyı etkileyen parametreler incelendi. Bu parametreler sırasıyla derişim etkisi (çöktürücü ve çöktürücüsüz), çözeltide kullanılan çöktürücü oranının etkisi, uygulama sıcaklığının etkisi ve çözeltiye ekstra katılan polietilen miktarının etkisidir. Polipropilen kullanarak elde edilen süperhidrofobik yüzey, daldırma yöntemiyle ve cam lam üzerine oluşturuldu. Elde edilen süperhidrofobik yüzey, morfolojik olarak düzensiz ve pürüzlü yapılı yüzeye bir örnektir. Derişim ve çöktürücü oram ile süperhidrofobiklik arasında oransal bir ilişki vardır. Belirli bir sınıra ulaşıncaya kadar, derişim ve çöktürücü oranındaki artış yüzeyin pürüzlülüğünü artırmaktadır. Uygulama sıcaklığı, polimer çözeltisinin jelTeşme noktasından itibaren artırıldıkça, yüzeyin pürüzlülüğünde ve ölçülen su temas açısında azalma gözlemlendi. Çözeltiye ekstra katılan polietilen miktarı ise süperhidrofobikliği ters yönde etkiledi. Çözeltideki polietilen miktarı arttıkça yüzey pürüzlülüğünün azaldığı görüldü. Denemeler sonucunda oluşturulan yüzeylerin niteliği için temas açılan bazı eski ve yeni geliştirilen yöntemler uygulanarak ölçüldü. Ayrıca, yüzey yapılan, optik mikroskop ile fotoğraftandı. Pürüzlü yüzeyin alan analizi optik mikroskop görüntülemesi yoluyla yapıldı. Temas açılan sonuçlan, alan analizi sonuçlarıyla beraber değerlendirildi, ve bulguların bu konuda literatürden bilinen Cassie-Baxter modeline uygun olduğu görüldü. İİ

SUPERHYDROPHOBIC POLYPROPYLENE SURFACES Kazım ÖZTUNALI KEY WORDS: Superhydrophobicity, Lotus Effect, Contact Angle, Precipitator, Surface roughness, Cassie-Baxter model, Polypropylene. ABSTRACT: Superhydrophobicity is an important subject that has been widely researched in the recently years. It was found that the surface of the lotus plant was very rough and also superhydrophobic in structure and the water drops roll over it. This behavior was called as `lotus effect` in the literature. Polypropylene is a cheap polymer which can be easily found and was tried to generate a superhydrophobic surface in mis research. In this work, the parameters mat affect the superhydrophobic surface structure produced from polypropylene were studied. The important parameters were: the polymer concentration in solution with and without precipitator, the concentration of precipitator in solution; the application temperature and addition of polyethylene into polymer solution. Superhydrophobic surfaces were synthesized by coating polypropylene from its solution onto the glass slide by a dipping method. The surface is an example of a non-uniform and very rough structure morphologically. The surface superhydrophobicity is proportional with the concentration and the precipitator ratio in solution. The surface roughness was increased by the increase of the polymer concentration and precipitator solvent in solution till the optimum values were received. When the application temperature was increased from the gelation temperature to the transparency temperature in the polymeric solution, the contact angle values were lowered. The addition of the polyethylene into the solution was reversely affected in the surface roughness. Water drop contact angles were measured by magnifying photography and the values were calculated by using some old and new methods. Also, the surface structures were photographed by optical microscopy from plan view. The area of porosity was determined directly by image analysis of optical micrographs. The contact angle results were evaluated together with the porosity area and the results supported the Cassie-Baxter model well-known in the current literature. m