Synthesis And Characterization Of Phosphine Oxide And Sulfone Containing Polyurethanes

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2013Bu tez üç bölümden oluşmaktadır. Bis[[4-hidroksietoksi)fenil]sülfon (BHEPS) ve bis[[4-hidroksietoksi)fenil]fenilfosfin oksit (BHEPPO) daha once literatürde anlatıldığı şekilde sentezlenmiştir. Sülfon ve fosfin oksit içeren poliüretan akrilatlar sentezlenmiş ve hazırlanmış, parlaklık, sertlik, mekanik özellikleri incelenmiştir. Birinci ve ikinci bölümlerde; değişik oranlarda sülfon ve fosfin oksit ilaveli poliüretan akrilatların direkt olarak sentezlenmesini, UV ışığı ile kürleşme davranışının incelenmesini, kaplama yapıldıktan sonra fiziksel, mekanik, termal özelliklerinin karşılaştırılmasını içermektedir. Bu çalışmada üç çeşit poliol [poliester poliol (PES), polipropilen glikol (PPG), polikarbonatdiol (PC)] ve diol olarak bis[(4-hidroksietoksi)fenil]sülfon değişik yüzdelerde (0, 40%, 60%) yumuşak segment olarak, toluene 2,4-diizosiyanat (TDI) ve izoforon diizosiyanat (IPDI) sert segment olarak, 2-hidroksietil metakrilat (HEMA) bloklaşma ajanı olarak on sekiz ayrı poliüretan akrilatın sentezlenmesi için kullanışmıştır. Sentezlenen poliüretan akrilatların yapıları FT-IR ve 1H-NMR ile karakterize edilmiştir.Poliüretan akrilat filmler reaktif seyrelticiler ve fotobaşlatıcı kullanılarak hazırlanmıştır.Hazırlanan kaplamaların özellikleri detaylı şekilde yüzey özellikleri, çekme mukavemeti, uzama, elastik modül bazında mekanik özellikleri, kalem ve pendulum sertlik değerleri incelenmiştir. Üçüncü bölümde sülfon içeren diol, izoforon diizosiyanat ve 2-hidroksietil metakrilat kullanılarak iki fonksiyonlu akrilat sentezlenmiştir. Yumuşak segment olarak polipropilen glikol, sert segment olarak izoforon diizosiyanat ve uç kapatma ajanı olarak HEMA kullanılmıştır. Sülfon içeren iki fonksiyonlu akrilat hazırlanan poliüretan akrilatın içerisine değişik oranlarda ilave edilmiştir. Modifiye üretan akrilatın kaplama performansı sertlik, parlaklık ve mekanik özellikler açısından incelenmiştir. Ayrıca termal özellikleri termogravimetrik analiz cihazı ile test edilmiştir.This thesis is separated to three sections. Bis[(4-hydroxyethoxy)phenyl]sulfone (BHEPS) and bis[(4-hydroxyethoxy)phenyl]phenylphosphine oxide (BHEPPO) were synthesized as mentioned in literature. All sections modified PUA’s were synthesized and prepared to improve the gloss, hardness and mechanical properties. In the first and second section; the objective of this study was to directly synthesize different proportions of sulfone and phosphine oxide containing polyurethane acrylates, to investigate curing behavior under UV light and to compare their physical, mechanical, thermal properties after applied as coating material. Three different types of polyols [polyester polyol, polypropylene glycol, and polycarbonatediol] and a diol BHEPS with different percentages (0, 40%, 60%) as the soft segment, isophorone diisocyanate (IPDI) and toluene 2,4-diisocyanate (TDI) as hard segment, 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) as blocking agent were used to synthesize different reactive urethane acrylates. Final structures of the PUAs were characterized with FT-IR and 1H-NMR. The prepared coatings were investigated in detail for their surface properties, mechanical properties such as tensile strength, elongation, e-modulus, pencil and pendulum hardness results. In the third section; we synthesized sulfone containing difuctional acrylate with the addition of IPDI, BHEPS and HEMA. We used polyetherpolyol, as the soft segment, IPDI and as hard segment, HEMA as the blocking agent to synthesize reactive polyurethane acrylate. We added sulfone containing bifunctional initiator with different ratios to the polyetherpolyol based urethane acrylate. Coating performance of the urethane acrylates was determined by the analysis technique, such as hardness, gloss. Also stress-strain tests were enhanced. The thermal behavior of the coatings was investigated.DoktoraPh