Poli (alkiloiletilakrilat-ko-metilmetakrilat) kopolimerlerinin enerji depolama amacıyla katı-katı faz değişim maddesi olarak sentezlenmesi ve karakterizasyonu

Abstract

Faz değişim maddeleri (FDM'ler), enerji depolayan malzemeler içinde yüksek enerji depolama yoğunluğu ve depolama ve salınma aşamasında küçük sıcaklık değişimleri gösteren en popüler maddelerdir. Bu çalışmada, polimerik katı-katı FDM'leri elde etmek için monomer olarak kullanılan 2-hidroksietil akrilat üç farklı yağ asidi ile esterleştirildikten sonra metilmetakrilat ile kopolimerleştirilmiştir. Üretilen monomerlerin farklı oranlarda metilmetakrilat monomerleri ile etkileştirilmesi sonucunda 9 kopolimer sentezlenmiştir. Üretilen kopolimerler yapısal ve ısıl yönden karakterize edilmiştir. Yeni tip FDM sentezlemek için miristik asit, palmitik asit ve stearik asit seçilmiş ve bu materyaller tiyonil klorür ve dimetil formamit katalizörü ortamında açil klorürlerine dönüştürülmüştür. Yağ asidi açil klorürleri 2-hidroksietil akrilat monomerine hidroksil grubundan bağlanmıştır. Elde edilen FDM'lerin yapısal olarak karakterize edilmesi için FT-IR spektroskopisi ve NMR spektroskopisi teknikleri kullanılırken molekül ağırlığı tayini GPC tekniği ile yapılmıştır. Sentezlenen FDM'lerin faz geçiş sıcaklıkları, entalpileri ve bozunma sıcaklıkları Diferansiyel Taramalı Kalorimetre ve Isıl Gravimetrik Analiz cihazları kullanılarak araştırılmıştır. Ayrıca kristal yapılarının incelenmesi için Polarize Optik Mikroskop kullanılmıştır.

Among energy storage materials, phase change materials (PCMs) with high energy storage density and small temperature variations during storage and release are the most popular materials. In this study, hydroxyethyl acrylate used as monomer has been copolymerized with methylmethacrylate after esterified with three different fatty acids to obtain polymeric solid-solid phase change materials. 9 different polymers have been synthesized as a result of the reaction between produced monomers and methylmethacrylate at different ratios. Produced copolymers were characterised by structural and thermal aspects. For the synthesis of the novel PCMs, miristic acid, palmitic acid, and stearic acid were chosen and they were transformed to acyl chlorides by thionyl chloride in the presence of dimethylformamide catalyst. Fatty acid acyl chlorides were bound to 2-hydroxyethylacrylate monomer from hydroxyl group. FT-IR and NMR spectroscopy techniques were used to characterize the produced PCMs structurally as molecular weight measurements were done using GPC techniques. Phase change temperatures and enthalpies and degradation temperatures of the synthesized PCMs were investigated using Differential Scanning Calorimetry and Thermal Gravimetric Analysis instruments. Besides polarize optical microscopy was used for crystal structures investigation.