Synthesis of boron-containing nanocoatings by plasma enhanced chemical vapor deposition
Plazma destekli kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile bor içeren nanokaplamaların sentezi
- Tez No: 989569
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ ÇIRPAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu yüksek lisans tezi, hidrofobik kaplamalarda per- ve polifloroalkil maddelere (PFAS) çevresel olarak sürdürülebilir alternatifler geliştirme gereksinimini ele alarak, plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) yöntemiyle sentezlenen bor içeren yeni metakrilat bazlı monomerlerin geliştirilmesine odaklanmaktadır. Üç farklı monomer sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir. Yapısal karakterizasyon ¹H NMR, ¹¹B NMR, ¹⁹F NMR ve FTIR analizleri ile doğrulanmıştır. Bu monomerlerin PECVD polimerizasyonu, bambu kumaş, selüloz bazlı peçete, karbon kompozit ve poliamid plaka yüzeylerinde fonksiyonel hidrofobik ince filmler elde edilmesini sağlamıştır. Temas açısı ölçümleri, test edilen tüm yüzeylerde hidrofobiklik artışları göstermiştir. İzopropil uçlu polimer, poliamid yüzeyde su temas açısını 84°'den 117°'ye yükseltmiştir. 12 florlu polimer gelişmiş performans sergileyerek poliamid üzerinde 138°, peçete yüzeyinde ise 136° temas açılarına ulaşmıştır. 16 florlu polimer ise en yüksek performansı göstermiş, poliamid üzerinde 130° ve peçete ile bambu kumaşı yüzeylerinde 143° temas açılarına ulaşarak genel olarak en yüksek hidrofobikliği sağlamıştır. X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) analizleri, polimer ince filmlerde bor ve flor elementlerinin varlığını doğrulayarak PECVD işlemi sırasında fonksiyonel grupların korunduğunu göstermiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri, gözenekli yüzeylerde kaplamaların morfolojik özelliklerini ortaya koymuş ve karmaşık yüzey yapısına rağmen başarılı kaplama yapıldığını göstermiştir. Bu çalışma, yüzey özellikleri ayarlanabilir, çevre dostu hidrofobik kaplamalar üretiminde PFAS içermeyen alternatifler olarak bor içeren metakrilat monomerlerin güçlü adaylar olduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
This Master's thesis focuses on the need for environmentally sustainable alternatives to per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in hydrophobic coatings by developing novel boron-containing methacrylate-based monomers polymerized via plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD). Three distinct monomers were synthesized and characterized. The structural characterization was confirmed through ¹H NMR, ¹¹B NMR, ¹⁹F NMR, and FTIR. PECVD polymerization of these monomers yielded functional hydrophobic thin films on diverse substrates including bamboo fabric, tissue paper, carbon composite, and polyamide plates. Contact angle measurements demonstrated remarkable hydrophobic enhancement across all tested surfaces. The non-fluorinated polymer increased water contact angles from 84° to 117° on polyamide. The 12-fluorinated polymer exhibited superior performance, achieving contact angles of 138° on polyamide and 136° on tissue paper substrates. The 16-fluorinated polymer showed exceptional performance with contact angles reaching 130° on polyamide and 143° on tissue paper and bamboo fabric, demonstrating the highest overall hydrophobicity. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis confirmed the incorporation of boron and fluorine elements in the polymer thin films, validating the retention of functional groups during PECVD processing. Scanning electron microscopy (SEM) revealed the morphological characteristics of the coatings on porous substrates, indicating successful deposition despite substrate complexity. This master thesis establishes boron-containing methacrylate monomers as promising PFAS-free alternatives for producing environmentally friendly hydrophobic coatings with tunable surface properties.
Benzer Tezler
- Farklı uygulama alanları için nano boyutta bor esaslı malzemelerin sentez ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of boron based nano-sized materials for different application areas
CANSU NOBERİ
Doktora
Türkçe
2017
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ KAYA
- Bor karbür katkılı PMMA (polimetil metakrilat) polimerkompozitlerin ATRP metodu ile sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of boron carbide additived PMMA (polymethyl methacrylate) polymer composites by ATRP method
DUYGU TULUK TÜRKMANİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CÜNEYT ARSLAN
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- Kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi yöntemi ile B4C üretiminde katalizörlerin etkilerinin araştırılması
The investigation of effects of catalysts on the production of B4C via self propagating high temperature synthesis
HASAN ÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- Synthesis and characterization of silicate nanocomposites containing polyurethane/cyclohexanone formaldehyde copolymers
Silikat nanokomposit içeren poliüretan/siklohekzanon formaldehit kopolimerlerin sentezi ve karakterizasyonu
GÜLÜZAR ÇİÇEK MÜJDECİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
- Synthesis of boron containing poly(methyl methacrylate) by ATRP
ATRP ile bor içeren polimetilmetakrilat sentezi
SELCAN CELİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI