Benzofuran yan gruplu polimer-kil nanokompozitlerin sentezi ve termal davranışlarının incelenmesi

Abstract

Benzofuran türevli bir polimerin [poli(2-(5-bromo benzofuran-2-il)-2-oksoetil metakrilat)] farklı oranlardaki organokil (OVHAC) takviyeli nanokompozitleri, yerinde polimerizasyon yöntemi ile hazırlandı. Nanokompozitlerin yapısal karakterizasyonu FTIR, XRD ve SEM teknikleri ile başarıldı. XRD eğrileri, 2-teta test bölgesinde herhangi bir karakteristik kil pikinin olmadığını gösterdi. TGA analizinden, karşılaştırma amacıyla %10 ağırlık kaybı seçildiğinde, poli(BOEMA)/organokil nanokompozitlerinin termal bozunma sıcaklıklarının katkısız poli(BOEMA) polimerine göre yaklaşık 5-14 °C daha yüksek olduğu ve bu nanomateryaller arasında, %5 kil katkılı nanokompozitin en yüksek termal dayanımı sergilediği (268 °C) belirlendi. Poli(BOEMA) matris içinde kil oranı %5 seviyesine çıkartıldığında, camsı geçi sıcaklığı 138 °C‟den 124 °C‟ye azaldı. Polimer-kil nanokompozitlerinin Flynn-Wall-Ozawa metoduna göre hesaplanan termal bozunma aktivasyon enerjileri, organokil oranının %0‟dan %5‟e artmasıyla, 163,31 kJ/mol‟den 195,28 kJ/mol değerine yükseldi. Coats Redfern metodu kullanılarak nanokompozitlerin termal bozunma mekanizmalarının yavaşlayan tip, boyutsal yayılma mekanizmaları (Dn) üzerinden ilerlediği görüldü.

Nanocomposites of new benzofuran derived polymer, poly(2-(5-bromo benzofuran-2-yl)-2-oxoethyl methacrylate), with different contents of organoclay (OVHAC) were synthesized via in situ polymerization method. The structural characterization was performed with FTIR, XRD and SEM techniques. The XRD images show that there is no characteristic clay peak in the 2-theta testing range. When 10% weight loss is selected as a comparison point, the thermal decomposition temperatures of poly(BOEMA)/organoclay nanocomposites are higher than that of pure poly(BOEMA) about 5-14 °C, in which the nanocomposite with 5 wt % of clay has the best thermal stability (268 °C). The Tg value decreases from 138 °C to 124 °C with increase in the percentage of organoclay up to 5% in poli(BOEMA). The activation energies of polymer-clay nanocomposites determined with Flynn-Wall-Ozawa method are increased from 163,31 kJ/mol to 195,28 kJ/mol by loading organoclay from %0 to %5. According to Coats-Redfern method, the actual thermal decomposition mechanisms are obeyed to deceleration type, dimensional diffusion mechanisms (Dn) when polymer clay nanocomposites are decomposed.