Sıcak filament destekli kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile karbon nanotüp yüzey modifikasyonu

Abstract

Karbon nanotüpler sahip oldukları üstün özelliklerinden dolayı polimer nanokompozit malzeme üretimi için arzu edilen malzemelerdir. Ancak güçlü yığılma eğilimlerinden dolayı nanotüplere herhangi bir işlem uygulamadan düzgün yapıda kompozit malzeme elde etmek oldukça zordur. Karbon nanotüplerin uygun bir çözücüde dağılımını sağlamak için yüzeylerini modifiye etmek gerekir. Kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemi yüzey modifikasyonu için ideal bir yöntemdir. Bu tez çalışmasında karbon nanotüp yüzeyleri sıcak filament destekli kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile modifiye edilerek yüzeylerine konformal bir biçimde ve farklı kalınlıklarda poli glisidil metakrilat (PGMA) polimer filmi kaplanmış ve ardından hidroksil gruplarıyla tekrar modifiye edilerek karbon nanotüplerin suda dağılımları sağlanmıştır. PGMA filminin kalınlığı elipsometre ve interferometre sistemleri ile ölçülmüştür. Elde edilen kaplamaların modifikasyon öncesi ve sonrası kimyasal yapıları Fourier Transform Infrared Spektroskopi ve X-Ray Fotoelektron Spektroskopi analizleri ile açığa çıkarılmıştır. Her bir karbon nanotüpün etrafındaki konformal biçimdeki kaplamalar Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Transmisyon Elektron Mikroskobu (TEM) analizleri ile görüntülenmiştir. Bu sayede karbon nanotüpler suda çözünebilen polimerler ile kompozit malzeme oluşturmaya elverişli hale gelmiştir.

Carbon nanotubes are desirable materials for the production of polymer nanocomposite materials because of their unique properties. Because of their strong agglomeration tendency it is difficult to obtain uniform composite materials without modification of their surfaces. It is necessary to modify carbon nanotube surfaces for dispersing in a suitable solvent. Chemical vapor deposition (CVD) is an ideal method for surface modification. In this study, carbon nanotube surfaces were conformally coated with poly glycidyl methacrylate (PGMA) polymer films by hot filament chemical vapor deposition method with different thicknesses. And then they were modified again by hydroxyl groups to make them soluble in water. The thickness of PGMA film was measured by ellipsometry and interferometry systems. The chemical structure of as-deposited film before and after modification was examined by Fourier Transform Infrared Spectroscopy and X-Ray Photoelectron Spectroscopy. PGMA coatings around individual nanotubes were identified by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM) analyses. At the end, carbonnanotubes became soluble in water and suitable to form nanocomposites with polymers which are also soluble in water.