Kimyasal Korozyon Direncine Sahip Çok Katmanlı Filmlerin Hazırlanması ve Karakterizasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ALEYNA NUR BAŞEY
Danışman: Hüseyin Deligöz
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Son yıllarda, yüzeylere işlevsellik kazandırmak amacıyla kontrol edilebilir özelliklere sahip ince filmlerin geliştirilmesi, ayırma prosesleri, biyoteknoloji uygulamaları ve yüzeyleri korozyon gibi çeşitli tehlikelerden korumak için tasarlanan yüzey kaplamalarında tercih edilen yaygın bir strateji olmuştur. Bu kapsamda, ekonomik ve uygulaması oldukça basit olan katmanlı kaplama (Layer-by-Layer, LbL) yöntemi yaygın kullanılan bir ince film oluşturma tekniği olarak dikkat çekmektedir. Günümüzde; petrokimya, deniz, havacılık ve otomotiv endüstrilerinin gelişimiyle birlikte, korozyonun neden olduğu ekonomik kayıplar kritik hale gelmiş ve LbL çok katmanlı filmler korozyon korumasında da ilgi görmüştür. Tez kapsamında, polielektrolit (PE) çözeltileri ve yapılan birçok çalışmada antikorozif özellikleri ele alınan benzotriazol (BTA) ve imidazolyum esaslı iyonik sıvı (IL) varlığında Kuvars Kristal Mikroterazi Disipasyon (QCM-D) yöntemiyle kimyasal korozyona dayanıklı çok katmanlı polimer elektrolit filmler (PEM) iki farklı yaklaşım benimsenerek oluşturulmuştur. İlk yaklaşımda öncelikli olarak PEM yapısının hazırlanmasının ardından antikorozyon ajanların ayrı ayrı söz konusu PEM'ler üzerinden geçirilerek yüzeyde birikmelerinin incelenmesiyle birlikte PEM yapısında meydana gelen ağırlık ve viskoelastik değişimlerin takibi gerçekleştirilmiştir. İkinci yaklaşımda ise kullanılan inhibitör ajanlarının uygun pH'larda pozitif yüklü olması nedeniyle LbL filmlerin hazırlanmasında katyonik PE ile kullanılarak doğrudan LbL film yapısı içerisine ilavesi sağlanmıştır. QCM-D çalışmalarından elde edilen bulgulara göre sensör yüzeyine kütlece en yüksek antikorozyon ajanının adsorpsiyonunun gerçekleştiği (PAH.BTA-PAA)5, (PAH.IL0,8-PAA)5 ve (PAH.IL.BTA-PAA)5 film yapılarında bulunan inhibitör varlığının tespit edilmesi amacıyla Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ve UV-VIS Spektroskopisi (UV-VIS) analizleri yapılmıştır. Bununla birlikte, filmlerin yüzey karakterizasyonlarını incelemek amacıyla yüzey temas açısı ölçümleri ve optik mikroskop analizi yapılırken; filmlerin elektrokimyasal özelliklerinin belirlenmesi amacıyla da Açık Devre Potansiyeli (OCP), Tafel, Potansiyondinamik Polarizasyon ve Elektrokimyasal Empedans Spektroskopisi (EIS) ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Tez çalışmasında oluşturulan (PAH.BTA-PAA), (PAH.IL0,8-PAA) ve (PAH.IL.BTA-PAA) PEM yapılarının çalışmada kaplama yüzeyi olarak kullanılan AA2024 alüminyum alaşımı üzerinde etkili bir korozyon koruması sağladığı tespit edilmiştir. Bununla birlikte, (PAH.IL.BTA-PAA)50'nin AA2024 numunesine göre yaklaşık 10 kat daha düşük korozyon hızına sahip olduğu saptanarak diğer PEM yapılarına göre daha yüksek korozyon koruma performansı sergilediği belirlenmiştir. Sonuç olarak, tez kapsamında kullanılan polielektrolit ve korozyon inhibitörü türüne bağlı olarak farklı bileşimlere sahip çok katmanlı fonksiyonel ince filmler başarıyla hazırlanarak katman gelişimleri QCM-D tekniği ile incelenmiş ve elektrokimyasal analizleri gerçekleştirilen bu filmlerin kimyasal korozyon direncine sahip olduğu gözlenmiştir. Elde edilen sonuçların, özellikle daha önce QCM-D tekniği kullanılarak benzer bir çalışma yapılmamış olması ve IL-BTA karışımının sinerjik etki ile daha üstün korozyon koruma performansı göstermesi nedenleriyle bilimsel literatüre katkı sağlayacağı düşünülmektedir.