Silika Aerojelin Hidrofobik Polistiren Nanoliflerin Termal Özellikleri Üzerine Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, tetraetilen ortosilikat (TEOS) öncülünden sol-jel reaksiyonu ile sentezlenen silika aerojelleri (SA) içeren, elektroeğirme yöntemiyle üretilmiş hidrofobik polistiren (PS) bazlı nanoliflerin yapısal, morfolojik, ıslanabilirlik ve termal özellikleri sırasıyla FTIR, SEM, su temas açısı, DSC ve TGA analizleriyle incelenmiştir. FTIR analizi, SA’nın fiziksel bağlarla PS matrise dağıldığını, polimerin moleküler yapısını değiştirmediğini göstermiştir. SEM görüntülerinde SA miktarının artmasıyla birlikte nanolif çaplarında azalma, buna karşın topak oluşumunda ve yüzey pürüzlülüğünde artış görülmüştür. Ayrıca, yapısındaki Si–OH grupları nedeniyle artan SA miktarına bağlı olarak hidrofobik PS nanoliflerin su temas açılarında azalma meydana gelmiştir. Termal özelliklere bakıldığında, SA miktarının artmasıyla beraber PS bazlı nanoliflerin camsı geçiş sıcaklıklarında azalma meydana gelmiştir. Bu durum SA’ların plastikleştirici gibi davranarak polimer zincirleri arasındaki serbest hacmi arttırmasından ve zincir hareketlerini kolaylaştırmasından kaynaklanmıştır. Diğer taraftan SA miktarı arttıkça nanoliflerin termal dayanımları artmış, maksimum bozunma sıcaklıkları 33⁰C ötelenmiştir. Sonuçta SA katkısı, PS bazlı nanoliflerin hidrofobik özelliğini düşürse de plastikleştirici etkisiyle PS’nin işlenebilme sıcaklığını azaltmış, termal kararlılığını arttırmış ve daha geniş yüzey alanına sahip daha ince nanoliflerin eldesine imkan vermiştir.