Search

PEM yakıt hücrelerinin birim maliyetini azaltma ve ticari kullanım alanlarının yaygınlaşmasını sağlama amacı ile yapılan çalışmalarda, mevcut platin grubu değerli metallerden hazırlanmış elektro-katalizörlerin, daha düşük maliyetli ve yüksek performanslı katalizörler ile değiştirilmesi oldukça önem arz etmektedir. Yapılan literatür araştırmaları neticesinde, karbon destekli Metal-N-C (Metal= Fe veya Co) tipi katalizörlerin, katot tarafında gerçekleşen oksijen indirgenme reaksiyonu (ORR) için ticari Pt/C'ye göre özellikle kütle aktivitesi ve kullanım ömrü anlamında yer yer daha iyi veya muadil sonuçlar verdikleri görülmüştür. Bu çalışmada, düşük maliyetli ve yüksek performanslı Co-N/MWCNT tipi katalizörün geliştirilmesi ve alt çalışma olarak da mevcut platin tabanlı elektrokatalizörler için polybenzimidazole polimeri ile modifiye edilmiş karbon nanotüp destek malzemelerinin kullanımı incelenecektir.Çalışmalar sonucunda, Co-N/MWCNT katalizörün başarılı bir şekilde sentezlendiği ve istenilen morfolojik yapıda olduğu, XPS, ToF-SIMS, XRD, Raman ve TEM analizi ile gösterilmiştir. Testler sonucunda kobalt nano-parçacıklarının karbon-nanotüpler üzerinde düzenli biçimde dağınımı ve aktif piridinik Co-N4 bölgelerinin oluşumu gözlemlenmiştir. Piridinik-N oluşumu oksijen indirgenme reaksiyonu için daha fazla elektron yolu sağlarken aynı zamanda katalizörün stabilitesini de arttırmaktadır. Elektrokimyasal karakterizasyon, döner disk elektrot (RDE) metodu ile gerçekleştirilmiş olup bu test sonucunda da Co-N/MWCNT katalizörün, ticari muadillerine benzer sonuçlar vererek oksijen indirgenme reaksiyonları için kullanılabileceği gözlenmiştir. Yüksek sıcaklık PEM yakıt hücresi testi sonucunda, Co-N/MWCNT içeren hücrenin maksimum güç ve akım yoğunluğu değerleri, 150C ve 160C'de ticari muadilinden daha iyi çıkmıştır. Ancak literatüre göre bu katalizörlerin yüksek sıcaklıkta bazı stabilite sorunları yaşamaları mümkündür. Bu yüzden 170C ve üzerinde performansı gözle görülür biçimde düşmüştür. Yapılan deneyler sonucunda, bu katalizörlerin, Pt/C katalizörlere kısmi olarak alternatif olabilecekleri görülmüştür.Alt çalışmada ise, karbon-nanotüp destek malzemesinin polybenzimidazole (PBI) polimeri ile modifikasyonu ve Pt-PBI/MWCNT katalizörün mikrodalga yöntemi ile başarılı bir şekilde sentezlendiği TGA, XPS, XRD ve TEM analizleri ile gösterilmiştir. Dönüşümlü voltametri (CV) testi ile katalizörün elektrokimyasal aktif yüzey alanı 43 m2·g-1 olarak hesaplanmış, ticari muadili Pt/C ve Pt/MWCNT katalizör ile kıyas edildiğinde benzer veya nispeten daha düşük bir değere sahip olduğu belirlenmiştir. Düşük olmasının sebebi ise nanotüpleri saran PBI polimerinin hidrofobik özelliğe sahip olması ve bu yüzden elektrolit sıvının aktif yüzeylere temasının nispeten daha düşük olması gösterilebilir. Fakat 1000. Döngü sonunda, Pt-PBI/MWCNT katalizörün neredeyse ilk aktif yüzey alanının %80'ini koruduğu görülmüştür ve diğer katalizörlerden daha uzun ömürlü olduğu da belirlenmiştir. YS-PEM yakıt hücresi testi sonucunda ise Pt-PBI/MWCNT'den hazırlanan hücrenin, güç ve akım yoğunluğu değerlerinin ticari Pt/C katalizör içeren referanstan, tüm sıcaklıklarda daha düşük olduğu görülmüştür. Çalışmalar sonunda performans veya dayanıklılık arasında bir denge gözetilmesi gerektiği sonucu çıkmıştır. Due to the extremely high cost of platinum group metals, the development of highly efficient, non-noble electrocatalysts, especially for the oxygen reduction reaction (ORR) is essential for the commercialization. In recent studies, state-of-the-art Metal-N-C (Metal = Fe or Co) catalysts are considered as promising alternatives to expensive Pt/C catalysts because of their excellent electrochemical and physical properties. They can somehow provide decent mass activity and electrochemical performance with considerably low material and synthesis cost. In this thesis, the main course is the development of a non-noble, high-performance Co-N/MWCNT electrocatalyst for high-temperature proton exchange membrane fuel cell (HT-PEMFCs) application, and the second course is the development of polybenzimidazole (PBI) modified carbon-nanotubes as a support material for platinum-based electrocatalysts to increase catalytic durability at elevated temperatures.Upon completion of the studies, synthesis of the Co-N/MWCNT catalyst with a high-temperature pyrolysis method was successfully demonstrated by XPS, ToF-SIMS, XRD, Raman, and HR-TEM analysis. Results showed that the uniform dispersion of Co nanoparticles and the formation of active pyridinic Co-N4 sites were appropriately achieved. It is believed that the formation of stable Pyridinic-N sites could promote more electron pathways through the ORR, and increases the catalyst's stability. Rotating disc electrode (RDE) analysis demonstrated that the kinetics of the Co-N/MWCNT catalyst is sufficient enough to operate as a cathode for a typical PEM fuel cell operation. From the HT-PEMFC test results, at the 150C and 160C, the peak current/power density of the cobalt-based MEA was somehow higher than that of the commercial Pt/C. The only drawback is the stability issue at higher temperatures (170C or more) in an acidic medium. Results partially confirmed that the Co-N/MWCNT catalyst could be the promising alternative to replace noble Pt/C catalysts at the cathode side.In the sub-study, polybenzimidazole wrapped carbon-nanotubes and microwave-assisted reduction of Pt nanoparticles were successfully characterized by TGA, XPS, XRD, and TEM analysis. Modifying carbon-nanotubes through the polybenzimidazole film ensured fine (about 2 – 5 nm) and uniform dispersion of Pt nanoparticles. Cyclic voltammetry (CV) analysis concluded that the Pt-PBI/MWCNT catalyst had a 43 m2·g-1 of electrochemically active surface area (ECSA) to catalyze hydrogen oxidation, which is parallel to the literature but slightly lower than that of commercial Pt/C and Pt/MWCNT catalysts due to hydrophobic behavior of PBI molecules in an aqueous electrolyte. On the other hand, it has shown superior durability compared with the commercial Pt/C and Pt/MWCNT. After the 1000th CV, it has retained almost 80% of its initial ECSA, which makes the Pt-PBI/MWCNT is much more durable than the Pt/C and Pt/MWCNT. However, HT-PEMFC tests indicated that the peak current/power density values of the PBI-modified catalyst were lower than that of commercial-grade Pt/C, suggesting that some balance between durability and performance has to be taken into consideration. 127

İki veya daha fazla polimerin harmanlanması ile istenen özelliklere sahip yenipolimerik malzemelerin elde edilmesi günümüzde kullanılan yararlı bir yöntemdir.Ancak, çoğu polimer karışımı uyumlu olmadığından karışımın istenilen özelliklereulaşması için uyumlaştırıcılar kullanılır. Polimer matris içinde uyumlaştırıcıkullanılması ekonomik ve basit bir yöntemdir. Uyumlaştırıcılar polimerler ve takviyeile bağ kurabilecek fonksiyonel gruplara sahip olmalıdır. Bu tez çalışmasındaPoli(etilen teraftalat)(PET)/Poli(bütilen teraftalat)(PBT) (70/30) karışımına %1oranında indirgenmiş grafen oksit (rGO) ve üç farklı uyumlaştırıcı eklenmiştir.Çalışmada, stiren akrilik temelli Joncryl, 1,4 fenilen bisoksazolin (PBO) ve glisidilisooktil polihedral oligomerik silseskioksan (GPOSS) uyumlaştırıcı olarakkullanılmıştır. Seçilen uyumlaştırılar, %0,5 , %1 ,%2 ve %4 oranında kompozitlereeklenmiştir. Nanokompozitler eriyik harmanlama yöntemi ile ekstruderde hazırlanmışve enjeksiyon kalıplama yöntemi ile kalıplanmıştır. Hazırlanan kompozitlerinmekanik, ısıl, kimyasal, elektriksel ve morfolojik özellikleri incelenmiştir. Bunun içinçekme testi, dinamik mekanik analiz (DMA) diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC),termogravimetrik analiz (TGA), taramalı elektron mikroskobu (SEM), fourierdönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) yapılmıştır. Çekme testi sonuçlarına göreen yüksek çekme dayanımı, uyumlaştırıcı olarak GPOSS'un ağırlıkça %1 eklendiğidurumda elde edilmiştir. TGA sonuçları, PET/PBT/rGO nanokompozitinin ısılözelliklerine uyumlaştırıcıların eklenmesinin belirgin bir değişim sağlamadığınıgöstermiştir. Blending of two or more polymers to obtain novel polymeric materials with the desiredproperties is a useful method in these days. However, since most polymer mixtures areincompatible, compatibilizer are used to achieve the desired properties for the blend.The use of a compatibilizer in the polymer matrix is an economical and simple method.The compatibilizers should have functional groups capable of bonding with polymersand reinforcing agents. In this thesis, 1wt.% reduced graphene oxide (rGO) and threedifferent compatibilizers were added to the Poly (ethylene terephthalate)/Poly(butylene terephthalate) (PET/PBT-70/30) blends. Joncryl based on styrene acrylic,1,4 phenylene bisoxazoline (PBO) and glycidyl isooctyl polyhedral oligomericsilesesoxoxane (GPOSS) were selected as the compatibilizers. The compatibilizerswere added to the composites at the range of 0.5-4.0 wt.%. Nanocomposites wereprepared by extruder and molded by injection molding method. Mechanical, thermal,chemical, electrical and morphological properties of the prepared composites wereinvestigated. For this purpose, tensile test, dynamic mechanical analysis (DMA),differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), scanningelectron microscopy (SEM), fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysiswere realized. According to the tensile test results, the highest tensile strength valuewas observed when 1wt.% GPOSS was added to the PET/PBT/1rGO. TGA resultsshowed that there was no significant change in the thermal properties of PET / PBT /Graphene nanocomposite with the addition of compatibilizer. 81

Son yıllarda iletkenliklerinin keşfedilmesiyle beraber polimerler birçok uygulamada metallerin yerini almaya başlamıştır. Polimerlerin kolay hazırlanmaları, düşük maliyetleri, korozyona karşı dayanıklı olmaları ve hafif olmaları, onları metaller üzerinde avantajlı kılar. Polimerlerin kendisinin doğrudan herhangi bir metal ile birleştirilmeden de iletken olabileceği ilk kez 1950li yıllarda ortaya çıkmıştır ve o zamandan bugüne yapılan çalışmalar polimerlerin iletkenliğini artırmayı hedeflemektedir. İletken polimerlerin kullanım alanlarına örnek olarak organik güneş pilleri, elektronik devreler, organik ışık yayan diyotları, aktüatörler, kimyasal ve biyo-sensörler gösterilebilir. Polimerlerde iletkenlik bant aralığı teorisi yardımıylaiiaçıklanır. Eğer enerji düzeyinde valans bandı ile iletkenlik bandı arasında 9 eV veya daha fazla potansiyel farkı varsa bu polimer yalıtkandır. Bu potansiyel farkı 0,1 ile 4 eV arasında değişiyorsa bu polimerin yarı iletken olduğunun işaretidir. İletken polimerlerde ise valans bandı ile iletkenlik bandı iç içe geçmiş durumdadır. Polimerlerin iletkenlik özellikleri hem deneysel hem de teorik yollarla çalışılabilmektedir. Deneysel tekniklerde güvenilir sonuçlar elde edilmesine karşın, laboratuvar ortamında yapılan sentezleme ve ayrıştırma işlemleri sebebiyle zamana ihtiyaç duyulmaktadır, fakat teorik çalışmalarla bu işlemlere gerek kalmadan yalnızca bilgisayarlar ve gelişmiş yazılımlar sayesinde polimerlerle ilgili birçok bilgi kolaylıkla elde edilebilmektedir. Teorik çalışmaların önemli bir kolu olan kuantum mekaniksel yöntemler Yarı deneysel (Semi-Empirical), Ab Initio ve Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi (DFT) olarak sıralanabilir. Bu çalışmada poliasetilen (trans ve cis yapılı), politiyofen, poli(p-fenilen) ve poli(p-fenilen vinilen)'in Ab Initio tekniklerinden olan tekli uyarılmış konfigürasyon etkileşimi yöntemi (CIS) yoğunluk fit edilmesi tekniği (DF) kullanılarak bant aralıkları ve osilatör güçleri değerleri hesaplanmıştır. Aynı polimerlerin bu değerleri bir de TD-DFT (zamana bağlı yoğunluk fonksiyonel teorisi) tekniğiyle elde edildikten sonra her iki yöntem hem birbiriyle hem de literatürdeki deneysel verilerle kıyaslanmıştır. Elde edilen sonuçlar göstermektedir ki, TD-DFT tekniğiyle elde edilen bant aralığı değerleri deneysel verilere çok yakınken, CIS metodu ile hesaplanan değerler hem TD-DFT değerlerinden hem de deneysel sonuçlardan belirli bir miktar yüksektir. In recent years, polymers have started to replace metals in many applications with the discovery of their conductivity. Easy preparation, low costs, corrosion resistance and light weight of polymers make them advantageous over metals. It was first discovered in the 1950s that the polymers themselves could be conductive without being directly coupled to any metal, and since then, studies focused to improve the conductivity of the polymers. Applications of conductive polymers include organic solar cells, electronic circuits, organic light emitting diodes, actuators, chemical and bio-sensors. Conductivity in polymers is explained with the help of band gap theory. If there is an energy difference of 9 eV or more between the valence band and the conductivity band, this polymer is insulating. If this energy difference ranges from 0.1 to 4 eV, it is a sign that the polymer is a semiconductor. In conductive polymers, the valence band and the conductivity band are overlapped. Conductivity properties of polymers can be studied both experimentally and theoretically. Although reliable results are obtained in experimental techniques, the synthesis and separation processes carried out in the laboratory take long time. However, with the help ofivcomputers and advanced softwares, a lot of information about polymers can be easily obtained by theoretical studies. Quantum mechanical methods which are an important branch of theoretical studies may be classified as Semi-Empirical, Ab Initio and Density Functional Theory (DFT). In this study, band gaps and oscillator strengths were calculated for polyacetylene (trans and cis structured), polythiophene, poly(p-phenylene) and poly(p-phenylene vinylene) by using configuration interaction singles (CIS) method with density fitting technique (DF). These values of the polymers considered were obtained by TD-DFT (time-dependent density functional theory) technique and both methods were compared with each other and with the experimental data in the literature. The results show that while the TD-DFT technique is very close to the experimental data, the values calculated by CIS method are slightly higher than both TD-DFT values and experimental results. 73

Poli(laktik asit) (PLA), alifatik poliester ailesinin bir parçası olup, α-hidroksi asitlerden meydana gelmektedir. Biyolojik olarak parçalanabilen, biyouyumlu bir malzeme olup, yüksek dayanımlı, yenilenebilir kaynaklardan elde edilebilen, yüksek modüle sahip termoplastik bir polimerdir. PLA yüksek çekme dayanımı ve rijitliğe sahiptir. Ayrıca 50-60 °C aralığında olan camsı geçiş sıcaklığının (Tg) altında da kırılgandır. PLA'nın kırılgan özelliği en büyük ve önemli dezavantajıdır. PLA'nın kırılmadaki gerginliğini artırmak ve yüksek uzamasını sağlamak için biyobozunur, düşük camsı geçiş sıcaklığına sahip (Tg≈-50 ⁰C) ve esnek polimerlerden biri olan poli(ɛ-kaprolakton) (PCL) ile harmanlamasıyla daha tok hale getirilmektedir. Ayrıca polihedral oligomerik silseskuioksan (POSS) molekülü de PLA polimerin termal ve mekanik özelliklerinin iyileştirilmesine katkı sağlamaktadır. Bu çalışmada, farklı zincir uzunluklarında POSS merkezli heterokollu yıldız şekilli PLA-PCL ((PLA)4-POSS-(PCL)4) polimerlerinin sentezi gerçekleştirilmiştir ve PLA' nın özelliklerinin iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Laboratuvar ortamında hazırlanan alkin fonksiyonlu lineer PLA ve lineer PCL polimerlerinin istenilen zincir uzunluklarında POSS merkez ile klik reaksiyonları gerçekleştirildi ve ticari PLA ile 95/5 ve 90/10'luk karışımlarının ekstrüderde harmanlanmasıyla elde edilen kompozitlerin mekanik, morfolojik, termal analizleri incelendi. Karışımların uyumluluklarını artırmak amacıyla ticari farklı diizosiyanatlar (PDI, MDI, TDI ve IPDI gibi) ilave edilerek PLA ve yıldız polimer ile olan karışımlarına etkisi araştırıldı. Poly(lactic acid) (PLA) is a part of the aliphatic polyester family and consists of α-hydroxy acids. It is a biodegradable, biocompatible material and a high modulus thermoplastic polymer that can be obtained from renewable resources. PLA has high tensile strength and rigidity. It is also fragile below the glass transition temperature (Tg) in the range of 50-60 ° C. The fragile feature of PLA is its biggest and important disadvantage. It is made tougher by blending with poly(ɛ-caprolactone) (PCL) having the biodegradable and low glass transition temperature (Tg≈-50 ⁰C) which is one of the flexible polymers in order to increase the strain in the fracture and to ensure high elongation of the PLA. In addition, the polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) molecule also contributes to the improvement of the thermal and mechanical properties of the PLA polymer. In this study, synthesis of POSS-centered heteroarmed star-shaped PLA-PCL ((PLA)4-POSS-(PCL)4) polymers with different chain lengths has been synthesized and it is aimed to improve the properties of PLA. Alkyne functionalized linear PLA and PCL polymers, that were prepared in the laboratory conditions at desired chain lengths, were performed click reactions with POSS. And then mechanical, morphological and thermal analysis of composites were investigated by blending commercial PLA in extruder at mixing rates of 95/5 and 90/10. In order to increase the compatibility of the mixtures, different diisocyanates (such as commercial PDI, MDI, TDI and IPDI) were added and its effect on mixtures with PLA and star polymers was investigated. 114

Otomobil lastiği üretim endüstrisinde kullanılan kord bezi, lastiklerin dayanıklılığı ve yol tutuşunda büyük önem taşır. Bu yüzden kord bezi ile kauçuğun birbiri ile uyumu önemlidir. Kord bezini oluşturan ipliklerin yüzeyi resorsinol-formaldehit-lateks (RFL) reçineler ile kaplanır ve ısıl işlem uygulanarak kauçuk ile yapışması sağlanır. Kord bezi üretiminde sık kullanılan polimerik iplikler rayon, aramid, polyester ve poliamid liflerdir.Kord bezi üretiminde en çok kullanılan polyester lif poli(etilen tereftalat) (PET) ipliklerdir. PET ipliğinin yüksek dayanım özelliğine rağmen yapışma özelliği zayıftır. Yapışma özelliğini arttırmak için RFL kaplama çözeltisi ile kaplamadan önce PET iplik genel olarak diizosiyanat ve epoksi gibi yapışmayı arttırıcı kimyasallarla kaplanmaktadır.Bu tez çalışmasında epoksi türevi olan yeni lineer ve yıldız epoksi polimerler sentezlendi, lastik ile yapışması istenilen PET kord bezi ipliğinin yapışmasının arttırılması hedeflendi. Lineer, üç kollu ve dört kollu yıldız poli(glisidil metakrilat) (PGMA) polimerler, kontrollü radikal polimerizasyon tekniği olan atom transfer radikal polimerizasyonu (ATRP) metodu kullanılarak sentezlendi. Kimyasal yapısı 1H NMR ve FTIR ile, termal özellikleri termal gravimetrik analiz (TGA) ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ile belirlendi.Değişik oranlarda hazırlanan epoksi polimer çözeltileri ile kaplanmış PET iplik, RFL banyosuna daldırıldıktan sonra ısıl işlemden geçirilerek kauçukla vulkanize edildi. Örneklere tek kord şerit yapışma, H yapışma ve kopma dayanımı gibi testler uygulanarak PET-kauçuk arasındaki yapışma özellikleri incelendi. Farklı oranlarda ve farklı epoksi polimerler ile hazırlanmış PET-kauçuk örnekleri karşılaştırıldığında dört kollu PGMA'ya ait en yüksek epoksi içeren çözelti ile kaplanmış örneğin yapışma değerlerinin en yüksek çıktığı gözlemlendi. Cord fabric used in the automobile tire manufacturing industry is of great importance in the durability and handling of tires. Therefore, it is very important that the cord gland and the rubber are compatible with each other. In order to increase this compatibility, the surface of the yarns forming the cord fabric is coated with resorcinol-formaldehyde-latex (RFL) resins. Polymeric yarns commonly used in cord fabric production are rayon, aramid, polyester and polyamide fibers.Poly(ethylene terephthalate) (PET) yarns are the most widely used polyester fiber in cord fabric production. Although PET yarn has high strength, its adhesion is poor. To improve adhesion, the PET yarn is generally coated with some adhesion promoting chemicals such as diisocyanate and epoxy prior to coating with the RFL coating solution.In this thesis, new linear and star epoxy polymers, which is an epoxy derivative, were synthesized and it was aimed to increase the adhesion between rubber and PET cord yarn by coating these epoxy polymers to activate the surface of PET cord yarn that is desired to be bonded with rubber. Linear, three-arm and four-arm star poly(glycidyl methacrylate) (PGMA) polymers were synthesized using the atom transfer radical polymerization (ATRP) method, a controlled radical polymerization technique. Chemical structure was determined by 1HNMR and FTIR, thermal properties were determined by thermal gravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC).The PET yarn coated with epoxy polymers obtained in different ratios was dipped into RFL bath and then heat treated and vulcanized with rubber. The adhesion properties of PET-rubber were investigated by applying tests such as single cord peeling, H adhesion and tensile strength to the rubber samples vulcanized with PET yarn. In this study, the solution was prepared from epoxy polymers having three different structures in different proportions and the surface of the yarn was coated and its effect on adhesion was compared by applying different production process temperatures. When the PET-rubber samples prepared with different epoxy polymers in different ratios were compared, the adhesion values of the four-armed PGMA coated with the highest epoxy containing solution were found to be highest. 81

Bu tezin ilk bölümünün ana amacı, üç parametrenin polihedral oligomerik silseskuioksan (POSS) parçacık katkılı polilaktit (PLA) matris nanokompozitlerinin mekanik ve termal özellikleri üzerindeki etkilerini araştırmaktır. İlk parametre olan `Dolgu İçeriği` için ağırlıkça %1, 3, 5, 7 temel POSS yapısı içeren nanokompozitler karşılaştırılmıştır. İkinci parametre olan `Fonksiyonel Grup` için sadece polar olmayan izobütil gruplarına sahip temel POSS yapısı, diğer üç fonksiyonel POSS yapısı ile karşılaştırılmıştır; bunlar aminopropilizobutil-POSS (ap-POSS), propandiolizobutil-POSS (pd-POSS) ve oktasilan-POSS (os-POSS)'dur. Üçüncü parametre olan `Kopolimer İle Uyumlaştırma` için, tüm numuneler maleik anhidrat (MA) graft edilmiş kopolimer ile uyumlaştırılma öncesi ve sonrası karşılaştırılmıştır. Numuneler çift vidalı ekstrüder eriyik karıştırma ile üretilmiş ve basınçlı kalıplama yöntemi ile şekillendirilmiştir. Çeşitli testler ve analizler göstermiştir ki, iyileştirilmiş mekanik özellikler için optimum dolgu miktarı ağırlıkça %1'dir; dayanım ve modül için optimum yapı pd-POSS yapısı iken, kırılma tokluğu açısından ise temel POSS yapısıdır. MA uyumlaştırmasının ek olarak kullanımı özellikle temel POSS ve os-POSS parçacıkları için etkili olmuştur.Hem PLA hem de POSS nanoparçacıkları biyouyumlu ve toksik olmayan karakterleri ile son zamanlarda biyomedikal parçalar için önemli bir seçenek oluşturmaları nedeniyle; bu tezin ikinci bölümünün ana amacı, 3B-yazıcı ile üretilmiş PLA/POSS nanokompozitlerinin basınçlı kalıplama ile üretilmiş PLA/POSS numunelerine göre performanslarını incelemektir. Her bir PLA matris katmanında POSS nanoparçacıklarının dağılımındaki daha yüksek üniformluk ve homojenlik nedeniyle, mekanik testler (çekme, eğme, tokluk) ortaya koymuştur ki 3B-yazıcı ile üretilmiş numunelerin dayanım, elastik modül ve kırılma tokluğu değerlerindeki iyileşmeler basınçlı kalıplama ile üretilmiş muadillerine göre çok daha yüksektir, faydaları % 13'ten % 78'e kadar artmıştır. Ayrıca, standart PBS (Fosfat Tamponlu Tuz Çözeltisi) tableti kullanılarak hazırlanan fizyolojik bir solüsyonda 37°C'de 120 gün tutulduktan sonra bile, 3B-yazıcı ile üretilmiş numunelerin fiziksel yapısında ve mekanik özelliklerinde neredeyse hiç bozulma olmadığı gözlenmiştir.Saf PLA ve POSS parçacık katkılı PLA gibi polimer bazlı nanofiber yapıların üstün özelliklerini elde etmek için en pratik tekniğin elektroeğirme olduğu bilinmektedir. Öte yandan, dikkate alınması gereken birçok farklı proses parametresi olması nedeniyle, bu fiberlerin üretimi son derece zor ve zaman alıcıdır. Bu yüzden, deneylerin tasarımında belirli bir istatistiksel optimizasyon tekniğinin kullanılması gerekli olacaktır. Dolayısıyla, bu tezin üçüncü bölümünün ana amacı optimum elektroeğirme parametrelerini belirlemek amacıyla Taguchi tekniğini önce saf PLA için uygulamak, ardından da bu optimum parametrelerin PLA/POSS nanofiberleri için uygulanabilirliğini ortaya koymaktır. PLA için en önemli 4 optimum işlem parametresini belirlemek için 81 deney yapmak yerine, Taguchi L9 ortagonal dizi deney matrisinin kullanılması, yani sadece 9 deney yapılması ile zaman, işçilik ve malzeme tüketiminin önemli ölçüde azaldığı gözlenmiştir. Ayrıca, polimer çözeltisine ağırlıkça sadece % 3 KCl tuzu ilave edildikten sonra, saf PLA için belirlenen optimum elektroeğirme parametrelerinin aynen PLA/POSS nanofiberleri için de kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. The main purpose of the first part of this thesis was to investigate influences of three parameters on the mechanical and thermal properties of the polylactide (PLA) matrix nanocomposites filled with polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) particles. For the first parameter of `Filler Content`, nanocomposites with 1, 3, 5, 7 wt% basic POSS structure were compared. For the second parameter of `Functional Group`, basic POSS structure having only nonpolar isobutyl groups were compared with three other functionalized POSS structures; i.e. aminopropylisobutyl-POSS (ap-POSS), propanediolisobutyl-POSS (pd-POSS) and octasilane-POSS (os-POSS). For the third parameter of `Copolymer Compatibilization`, all specimens were compared before and after their maleic anhydride (MA) grafted copolymer compatibilization. Specimens were produced with twin-screw extruder melt mixing and shaped under compression molding. Various tests and analyses indicated that the optimum filler content for the improved mechanical properties was 1 wt%; while the optimum structure for strength and modulus was pd-POSS structure, in terms of fracture toughness it was basic POSS structure. Additional use of MA compatibilization was especially effective for the basic POSS and os-POSS particles.Because of the biocompatible and nontoxic character of both PLA and POSS nanoparticles, recently being a significant alternative for biomedical parts; the main purpose of the second part of this thesis was to investigate performance of the 3D-printed PLA/POSS nanocomposites with respect to the compression molded PLA/POSS specimens. Due to the higher uniformity and higher homogeneity in the distribution of POSS nanoparticles in each PLA matrix layer, mechanical tests (tensile, flexural, toughness) revealed that the improvements in the strength, elastic modulus and fracture toughness values of the 3D-printed specimens were much higher compared to their compression molded counterparts, the benefits starting from 13% increasing up to 78%. It was also observed that there was almost no deterioration in the physical structure and mechanical properties of the 3D-printed specimens, even after keeping them 120 days at 37°C in a physiological solution prepared by using the standard PBS (Phosphate Buffered Saline) tablet.It is known that electrospinning is the most practical technique to obtain unique properties of polymer based nanofibrous structures, such as neat PLA and PLA filled with POSS particles. On the other hand, due to the so many different process parameters to consider, production of these fibers are extremely difficult and time consuming. That is, use of a certain statistical optimization technique in the design of experiments would be necessary. Therefore, the main purpose of the third part of this thesis was to determine the optimum electrospinning parameters by applying the Taguchi technique first to neat PLA and then to reveal the applicability of these parameters for the electrospinning of PLA/POSS nanofibers. It was observed that instead of conducting 81 experiments to determine the most significant 4 optimum process parameters for PLA, use of Taguchi L9 orthogonal array experiment matrix, i.e. conducting only 9 experiments, reduced time, labor and material consumption considerably. Moreover, it was generally concluded that these same parameters could be also used for the electrospinning of PLA/POSS nanofibers after addition of only 3 wt% KCl salt into the polymer solution. 166

The main objective of this study is to increase performance against high temperatures using new generation EPDM elastomers for dynamic applications and to clarify the effect of additives to EPDM elastomers. For this purpose, it was compared with natural rubber (NR60) using the new generation EPDMs with high molecular weight and narrow molecular weight distribution, called traditional EPDM (EPDM-0) and new generation EPDM (EPDM-A). EPDM-A, EPDM-A5 (5 phr), EPDM-A10 (10 phr), EPDM-A20 (20 phr), EPDM-A30 (30 phr) elastomers were prepared to compare the oil effect of new generation EPDMs. To investigate the effect of the sulfur content, EPDM-AHS with high sulfur content and EPDM-ALS low-sulfur content were prepared and compared. In the scope of the thesis, elongation at break and breaking strength were determined by the universal test device. When the results of 100% elongation were examined, it was observed that the mechanical properties of EPDM-A elastomer (1,88 MPa) were better than NR60 (prepared from natural rubber) and EPDM-0. In the second stage of the thesis, the stress properties were investigated with TSSR instrument. When TSSR results were evaluated, changes in isothermal relaxation properties occurred due to molecular weight distribution. In the new generation of EPDMs, it was observed that the force required to stretch 50% and the isothermal relaxation rate decreased as the oil content increased. When the results of the non-isothermal temperature scanning stress relaxation experiment were evaluated, a second curve was formed in the tension zone with the increase of temperature and annealing tests were performed by associating this curve with the crystallization of the material. As a result of the annealing, the service temperature increased as the number of annealing increased. In the final phase of the thesis, damping properties of natural rubber and EPDM elastomers were investigated by using universal test device. When the compression tests were examined, the energy value absorbed at EPDM-0 was determined as 23 mJ / cm3 and the energy absorbed at 10% pressure was found to be 19 mJ / cm3 in EPDM-A. These results are associated with the narrow molecular weight distribution of EPDM-A and the high cross-link density. When all these studies are evaluated, it is seen that the new generation EPDM-A will be effective in dynamic applications by increasing the mechanical properties. ABSTRACT iii TEŞEKKÜR v İÇİNDEKİLER vi ŞEKİLLER DİZİNİ viii TABLOLAR DİZİNİ x SİMGELER VE KISALTMALAR xi 1. GİRİŞ 1 2. GENEL BİLGİLER 4 2.1. Polimer Kimyası 4 2.1.1. Polimerlerin Sentezi 4 2.1.2 Polimerlerin Sınıflandırılması 5 2.2. Elastomerler 6 2.2.1. Kauçuğun Tarihsel Gelişimi 8 2.2.2. Kauçukların Sınıflandırılması 8 2.2.3. Dolgu Maddeleri 9 2.2.4. Yumuşatıcılar 10 2.2.5. Proses Kolaylaştırıcılar 11 2.2.6. Aktivatörler 12 2.2.7. Hızlandırıcılar 13 2.3. Etilen-Propilen-Dien Kauçuğu (EPDM) 13 2.3.1. EPDM Elastomerlerin Yapısı ve Kimyasal Özellikleri 13 2.3.2. EPDM Elastomerlerin Kullanım Alanları 14 3. LİTERATÜR TARAMASI 15 4. DENEYSEL TEKNİKLER 17 4.1. Kullanılan Kimyasallar 17 4.2. Deneysel Yöntemler 17 4.2.1. Mekanik Test Cihazı 17 4.2.2. Sıcaklık Taramalı Gerilme-Durulma Analizi (TSSR) 19 4.2.3. Sıkıştırma Testi 20 4.2.4. Geniş Açılı X-Işını Saçılma Testi 21 5. SONUÇLAR VE TARTIŞMA 23 5.1. EPDM Elastomerlerin Hazırlanması ve Pişme Özelliklerinin İncelenmesi 23 5.2. EPDM Elastomerlerin Mekanik Özellikleri 25 5.2.1. Geleneksel EPDM ve Yeni Nesil EPDM’lerin Gerilim-Gerinim Özellikleri 26 5.2.2. Yağ Oranının EPDM’lerin Gerilim-Gerinim Özelliklerine Etkisi 27 5.2.3. Kükürt Oranının EPDM’lerin Gerilim-Gerinim Özelliklerine Etkisi 29 5.3. EPDM Elastomerlerinin Sıcaklık Taramalı Gerilme Durulma (TSSR) Davranışı 31 5.3.1. Geleneksel EPDM ve Yeni Nesil EPDM’lerin TSSR Özellikleri 33 5.3.2. Yağ Oranının EPDM’lerin TSSR Özelliklerine Etkisi 36 5.3.3. Kükürt Oranının EPDM’lerin TSSR Özelliklerine Etkisi 38 5.3.4. Tavlanmış Geleneksel EPDM ve Yeni Nesil EPDM’lerin TSSR Özellikleri 40 5.4. EPDM Elastomerlerin Geniş Açılı X-Işını Saçılma Özellikleri 44 5.5. EPDM Elastomerlerin Sıkışma Testleri ve Sönümleme Özellikleri 45 5.5.1. Geleneksel EPDM ve Yeni Nesil EPDM’lerin Sönümleme Özelliklerine Etkisi 47 5.5.2. Yağ Oranının Yeni Nesil EPDM’lerin Sönümleme Özelliklerine Etkisi 49 5.5.3. Kükürt Oranının Yeni Nesil EPDM’lerin Sönümleme Özelliklerine Etkisi 52 6. TOPLU SONUÇLAR 55 7. KAYNAKLAR 58 EKLER 62 EK 1 - Tezden Türetilmiş Yayınlar 62 EK 2 - Tez Çalışması Orjinallik Raporu 63 ÖZGEÇMİŞ 64 Bu çalışmanın temel amacı dinamik uygulamalar için yeni nesil EPDM elastomerler kullanılarak yüksek sıcaklıklara karşı performansın arttırılması ve bu EPDM elastomerlere katkı maddelerinin etkisinin aydınlatılmasıdır. Bu amaçla geleneksel EPDM (EPDM-0) ve yeni nesil EPDM (EPDM-A) olarak adlandırılan yüksek molekül ağırlığı ve dar molekül ağırlığı dağılımına sahip yeni nesil EPDM’ler kullanılarak doğal kauçuk (NR60) ile karşılaştırılmıştır. Yeni nesil EPDM’lerin yağ etkisini karşılaştırmak amacı ile EPDM-A,EPDM-A5 (5 phr), EPDM-A10(10 phr), EPDM-A20(20 phr), EPDM-A30 (30 phr) elastomerleri hazırlanmıştır. Kükürt oranının etkisini incelemek için EPDM-AHS yüksek oranda kükürt içeren ve EPDM-ALS yani düşük oranda kükürt içeren karışımlar hazırlanmış ve karşılaştırılmıştır. Tez kapsamında öncelikle hazırlanan elastomerlerin evrensel test cihazıyla kopmadaki uzama ve kopma dayanımları tayin edilmiştir. %100 uzamadaki modül sonuçları incelendiğinde 1,88 MPa ile EPDM-A elastomerinin EPDM-0 ve doğal kauçuktsn hazırlanan NR60 elastomerine göre mekanik özelliklerinin daha iyi olduğu görülmüştür. Tezin ikinci aşamasında sıcaklık taramalı gerilme durulma (TSSR) cihazı ile durulma özellikleri incelenmiştir. TSSR sonuçları değerlendirildiğinde moleküler ağırlık dağılımına bağlı olarak izotermal gevşeme özelliklerinde değişiklikler meydana gelmiştir. Yeni nesil EPDM’lerde yağ içeriği arttıkça %50 gerdirmek için gerekli olan kuvvetin azaldığı izotermal gevşeme oranının da düştüğü görülmüştür. İzotermal olmayan sıcaklık taramalı gerilme durulma deney sonuçları değerlendirildiğinde sıcaklığın artmasıyla gerilim bölgesinde ikinci bir eğri oluşmuş ve bu eğri malzemenin kristallenmesi ile ilişkilendirerek tavlama deneyleri yapılmıştır. Yapılan tavlamaların sonucunda tavlama sayısı arttıkça servis sıcaklığında artış gözlemlenmiştir. Tez çalışmasının son aşamasında evrensel test cihazı kullanılarak sıkıştırma testleri yapılmış, doğal kauçuk ve EPDM elastomerlerin sönümleme özelliklerine bakılmıştır. Sıkıştırma testleri sonucu incelendiğinde EPDM-0 ve NR60 örneklerindeki %10 oranında sıkıştırılması durumunda absorblanan enerji değeri 23 mJ/cm3 değeriyle birbirine çok yakın kalırken EPDM-A’nın %10 basmadaki absorblanan enerji değeri 19 mJ/cm3 olarak EPDM-0 ve NR60’ın absorblanan enerji değerinin altında kalmıştır. Bu sonuçlar EPDM-A’nın dar moleküler ağırlık dağılımına ve yüksek çapraz bağ yoğunluğuna sahip olması ile ilişkilendirilmiştir. Tüm bu yapılan çalışmalar değerlendirildiğinde yeni nesil EPDM’lerin (EPDM-A) mekanik özellikleri artış göstererek dinamik uygulamalarda etkin şekilde kullanılabileceği görülmüştür.

Fenolik reçinelerin üstün mekanik ve fizikesel özellikler gösteren bir sınıfı olan polibenzoksazinler, geleneksel fenoliklerin eksikliklerini kapatmak için geliştirilmiştir. Bu malzemeler, düşük su emilimi, düşük eriyik akmazlığı, kürleşme sırasında büzüşmeme ve yan ürün oluşturmama gibi yüksek performans özellikleri gösterirler. Ek olarak, benzoksazin monomerlerinin moleküler dizayn esnekliği polibenzoxazinlerin özelliklerini uygulama alanına göre ayarlama şansı verir ve polibenzoksazinleri çeşitli endüstriyel ve akademik uygulamalar için avantajlı kılar. Polibenzoksazinlerin performansını iyileştirmek için başka yüksek performanslı polimerler ile alaşımlama, anorganik maddeler ile hibritleştirme, yeni monomer dizaynı ve katkı maddeleri ile birlikte kürleştirme gibi yöntemler denenmiştir.Bu çalışmada, yüksek çapraz bağ yoğunluğu elde edilerek daha iyi ısıl özellikler elde etmek amacıyla aromatic boronik asit içeren çeşitli polibenzoksazinler ve polibenzoksazin kompozitleri hazırlanmıştır. Üretilen benzoksazin polimerleri ve kompozitlerinin ısıl özellikleri incelenerek, aromatic boronik asit kullanımının polibenzoksazinlerin ısıl özelliklerine etkisine karar verilmiştir. Bu çalışmanın ilk kısmında, aniline ve 3-aminofenil boronik asit bazlı benzoksazinler sentezlenmiştir. Sentezlenen monomerler, en yüksek ısıl özellik ve kül verimi elde edilen sıcaklık programı ile kürleştirerek polimerleştirilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında, 4-aminometil benzoate bazlı benzoksazin monomeri sentezlenmiştir. Sentezlenen monomer katkısız olarak ve çeşitli aromatik boronik asitler (benzen-1,4-diboronik asit, 4,4′-bifenildiboronik asit, 3-hidroksifenilboronik asit) ile katkılandırılarak kürleştirilmiştir.Hazırlanan benzoksazin monomerlerinin, polibenzoksazinlerin ve polibenzoksazin kompozitlerinin yapısal ve ısıl özellikleri NMR, FTIR, DSC, TGA ve DP-MS teknikleri kullanılarak karakterize ve analiz edilmiştir. Sonuç olarak, aromatic boronik asitlerin, kürleşme sırasında katkı maddesi olarak ya da benzoksazin monomerinin sentezinde giren olarak kullanılmasıyla, polibenzoksazinlerin ısıl kararlılıklarını ve kül verimlerini iyileştirdiğine karar verilmiştir. Polybenzoxazines, a class of phenolics offering excellent mechanical and physical properties, have been developed to overcome the shortcomings of the traditional phenolic resins. These materials possess low water absorption, low melt viscosity, near-zero shrinkage upon curing and releasing no by-products. In addition, molecular design flexibility of benzoxazine monomers gives opportunity to adjust the properties of the polybenzoxazines according to the application area making them advantageous for various industrial and academic applications. Several methods such as preparation of alloys with other high performance polymers, hybridization with inorganics, designing of novel monomers and incorporation of additive compounds during curing process were employed to improve the performance of polybenzoxazines.In this work, polybenzoxazines and polybenzoxazine composites involving aromatic boronic acid derivatives were prepared to improve thermal characteristics. The effect of aromatic boronic acids on thermal characteristics of polybenzoxazines were investigated. In the first part, benzoxazines based on phenol and aniline or/and 3-amino phenyl boronic acid were synthesized. The monomers were polymerized by using optimized curing program. In the second part, benzoxazine monomer based on phenol and 4-aminomethyl benzoate was synthesized. The monomer was cured with and without incorporation of various amounts of aromatic boronic acids (benzene-1,4-diboronic acid, 4,4′-biphenyldiboronic acid, or 3-hydroxyphenylboronic acid).The structural and thermal characteristics of the benzoxazine monomers, polybenzoxazines and polybenzoxazine composites were analyzed by NMR, FTIR, DSC, TGA and DP-MS techniques. Improvement in the thermal characteristics were recorded by the incorporation of aromatic boronic acids either as an additive or as a reactant for the synthesis of the benzoxazine monomers. 114

Poli(eter eter keton) (PEEK) yarı kristalin özellikte yüksek performans polimerlerinden biridir. PEEK ve PEEK'in cam elyaf (CE) ya da karbon elyaf (KE) takviyeli kompozitleri, yüksek ısıl ve kimyasal dirençleri ve üstün mekanik özellikleri sayesinde otomotiv, havacılık ve biyomedikal başta olmak üzere birçok alanda sıkça kullanılmaktadırlar. Ancak polimerik matrise elyaf ilavesi ile elyaf-matris ara yüzeyinde meydana gelen yapısal değişiklikler sebebiyle kompozit özelliklerinde birtakım değişiklikler meydana gelir. Elyaf-matris ara yüzeyinin yapısı kompozite uygulanacak birtakım ısıl işlemler yardımıyla değiştirilebilir ve böylece kompozitin performansı iyileştirilebilir. Bu çalışmada da CE ve KE takviyeli PEEK matrisli kompozitlere su verme (quenching) ve ısıl yaşlandırma (aging) işlemleri uygulanarak bu işlemlerin kompozitlerin tribolojik, termomekanik, termal ve morfolojik özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. Bu amaçla abrazif aşınma testi, dinamik mekanik analiz ,diferansiyel taramalı kalorimetri analizi ve taramalı elektron mikroskopisi analizleri gerçekleştirilmiştir. Tribolojik test sonuçları en fazla aşınma oranının KE takviyeli kompozitlerde elde edildiğini ancak ısıl yaşlanma işleminin kompozitlerin aşınma oranını azalttığını göstermiştir. DSC analizi sonucunda ısıl işlem görmüş örneklerin kristalinite miktarlarının arttığı sonucu elde edilmiştir. DMA sonucunda en iyi elyaf-matris ara yüzey yapışmasının ısıl işlem görmüş kompozitlerde elde edildiği sonucuna varılmıştır. SEM mikrografları ise KE takviyeli kompozitlerin daha fazla aşındığı ve her iki takviye malzemesi için de ısıl yaşlanmış örneklerin daha az aşınmaya uğradığı sonucunu desteklemiştir. Poly(ether ether ketone) is one of the semi crystalline high performance polymers. PEEK and its glass fiber (GF) and carbon fiber (CF) reinforced composites are widely used in automotive, aviation, biomedical industries due to their superior properties such as high thermal and chemical resistance, exceptional mechanical performance etc. However, some alterations occur in the composite properties due to the structural alterations at the fiber-matrix interface with the fiber addition to polymeric matrix. Structure of fiber-matrix interface can be change with the some kind of thermal processes and thus, performance of composite can be improved. In this study, quenching and thermal aging processes were applied to glass fiber and carbon fiber reinforced PEEK composites and effects of these processes on the tribological, thermomechanical, thermal and morphological properties were evaluated. For this purpose, abrasive wear test, dynamic mechanical analysis (DMA), differential scanning calorimeter (DSC) analysis and scanning electron microscopy (SEM) analysis were performed. Abrasive wear test results revealed that the highest wear rate were observed for CF reinforced composites, however thermal aging process decreased the wear rate of composites. It was observed from DSC analysis results that crystallinity rate of thermally aged composites increased. DMA results indicated that the best fiber-matrix interface adhesion was observed for thermally aged composites. SEM micrographs supported the other test results and showed that carbon fiber reinforced composites exhibited more wear rate and thermally aged composites exhibited less wear rate when compared to other kind of composites. 73

Bu çalışmada polyolün, esnek poliüretan köpüklerden kimyasal geri kazanımı içinglikoliz yönteminde farklı oranlarda kalay oktoat, Ca-zeolit, Na-zeolit ve titanyum (IV)bütoksit katalizörlerinin etkisi incelenmiştir. Tepkimede çözücü olarak dietilen glikol(DEG) kullanılmıştır. Polyol dönüşümü tepkimesi, çözücü içinde esnek PU köpüğünkatalizör varlığında, 200°C'de ve azot atmosferi altında üç saat tutulması işlemi ilegerçekleştirilmiştir. Katalizörler tepkimede 0.3, 0.6 ve 1.2 oranlarında kullanılmıştır.İşlem süresince 30 dakikada bir örnek alınarak, Fourier Transform InfraredSpektroskopisi (FT-IR) ile üretan bağ bandı yüksekliğinin azalması takip edilmiştir. Geridönüşüm sonunda elde edilen örnekler için jel geçirgenliği kromatografisi (GPC) iledönüşüm değerleri belirlenmiştir. Daha sonra, elde edilen polyollerden poliüretan süngerüretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen süngerlere yoğunluk, kopma dayanımı, kopmadauzama ve yırtılma testleri yapılmıştır. Ayrıca süngerlerin TGA ile ısıl bozunmadavranışları da incelenmiştir. Sonuç olarak, en yüksek dönüşüm değeri Na-zeolitkullanıldığında elde edilmiştir. In this study, the effect of different ratios of stannous octoate, Ca-zeolite, Na-zeolite andtitanium (IV) butoxide catalysts in the glycolysis reaction for the chemical recovery ofpolyol from flexible polyurethane foams was investigated. Diethyl glycol (DEG) wasused as the solvent in the reaction. The polyol conversion reaction was carried out in thepresence of a flexible PU foam in the solvent with the catalyst for three hours at 200°Cand under a nitrogen atmosphere. The catalysts were used in the reaction at ratios of 0.3,0.6 and 1.2. The decrease in urethane bonding band intensity was followed by FourierTransform Infrared Spectroscopy (FT-IR) as a model for 30 minutes. The conversionvalues of the samples obtained at the end of recycling were determined by gelpermeation chromatography (GPC). Then, polyurethane foam was produced from theobtained polyols. Density, breaking strength, elongation at break and tear tests wereperformed on the produced sponges. In addition, thermal degradation behaviors of foamswith TGA were also investigated. As a result, the highest conversion value was obtainedwhen using Na-zeolite. 88

Çevre bilincinin hızla artması ile biyobozunur polimerlere olan ilgi artmıştır. Özellikle ambalajlama ve otomotiv sanayindeki hızlı büyümenin bir sonucu olarak ortaya çıkan plastik katı atık sorununun çözümü için biyobozunur polimer temelli malzemeler geliştirilmektedir. Diğer biyobozunur polimerlere göre poli(laktik asit) (PLA), sürdürülebilir kaynaklardan elde edilebilmesi, fiziksel ve mekanik özelliklerinin nispeten üstün oluşu ve ekonomik olarak üretilmesi gibi nedenlerle endüstriyel öneme sahiptir. Ancak, PLA oda sıcaklığında rijit ve kırılgan özellikte bir polimer olduğundan, saf halde iken ambalaj ve otomotiv plastikleri gibi tokluğun peklik ile dengeli olmasını gerektiren uygulamalarda kullanılamamaktadır. PLA'dan esnek ve yüksek toklukta plastik malzemeler üretebilmek için plastikleştiricilerden faydalanılmaktadır. Bu yüksek lisans tez çalışması kapsamında ilk defa alg yağının ve alg yağından elde edilen alg yağı esterlerinin PLA için plastikleştirici etkinliği araştırılmıştır. Literatürdeki çalışmalardan farklı olarak ilk defa, alg yağı ve alg yağından elde edilen esterler ile plastikleştirilmiş PLA karışımları eriyik harmanlama tekniği ile üretilmiş ve mekanik, ısıl, reolojik ve morfolojik özellikleri incelenmiştir. Tüm bu çalışmalara ilave olarak, yağı alınmış atık halindeki mikro algler PLA için potansiyel bir çekirdeklenme ajanı olarak kullanılmış ve PLA'nın izotermal olmayan kristalizasyon kinetiğine olan etkileri Avrami ve Ozawa gibi kinetik modeller kullanılarak incelenmiştir. Research and Development in biodegradable polymers has received increased attention in recent years because of their wide application in environmental friendly packaging and automotive applications. Poly(lactic acid) (PLA) is one of the well-known materials due to natural biodegradability and availability from renewable resources. Full-scale commercial production of PLA is now a reality; the cost of production has been reduced significantly and PLA is being used in packaging. However, PLA is a rigid and brittle material in ambient temperature, therefore needs to be plasticized in order to have a tough material. For the first time in the literature, the plasticizing efficiency of algae oil and its esters for PLA was investigated. Melt-compounding was used to prepare the compounds. Mechanical, thermal, rheological and morphological properties of algae oils and esters obtained from algae oil plasticized PLA were examined. Moreover, micro algae obtained after extraction process in the powder form was used as a potential nucleating agent for PLA. The effect of micro algae on the non-isothermal crystallization of poly(lactic acid) (PLA) was investigated through common kinetic models such as Avrami, Ozawa. 132

Bu çalışmanın amacı epoksi reçine içerisinde ağırlıkça farklı oranlarda kullanılan nanosilikanın, karbon elyaf takviyeli kompozitlerin termal ve mekanik özelliklerinde oluşan etkisini araştırmaktır. Nanosilika geleneksel kompozitlerin matris dominant özelliklerinin iyileştirilmesi için, matris içerisinde kolayca dağılımı sağlanabilen nanokatkılardır. Tezin ilk bölümünde nanosilika dolgulu epoksi kompozitler, daldırma tipi ultrasonik ve elle karıştırma yöntemleri kullanılarak hazırlanmıştır. Filaman sarım prosesinde nanosilika dolgulu epoksi kompozitlerin, jelleşme süresi ve elyaf ıslatma davranışını anlaşılabilmesi için viskoziteleri belirlenmiştir. Kompozitler, farklı nanosilika ağırlık oranlarında hazırlanmış ve kürleşme sonrası mekanik, termal ve mikroskobik karakterizasyon testleri gerçekleştirilmiştir. Çekme mukavemetindeki ağırlıkça %0,5 nanosilikanın kullanıldığı nanokompozitlerde %13,5 ile en yüksek artış elde edilmiş, çekme modülünde ise katkısız reçinelere göre bir değişim gözlemlenmemiştir. Tezin ikinci bölümünde, epoksi reçine içerisinde farklı ağırlıkça oranlarda nanosilika dolgusunun karbon elyafı ile güçlendirilmiş epoksi kompozitlerdeki mekanik ve termal özelliklere olan etkileri incelenmiştir. Elyaf takviyeli test kuponları, filaman sarım tekniğiyle kompozit haline getirilmiş ve düz plakadan kesilerek üretilmiştir. Karbon elyaf takviyeli nanokompozitlerin camsı geçiş sıcaklığı, Dinamik Mekanik Analiz Cihazı (DMA) ile ölçülmüştür. Nanosilika partikül dolgusu ile hazırlanan numunelerin cam geçiş sıcaklığı değerinde kayda değer bir değişim elde edilmemiştir. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizi karbon elyaf takviyeli kompozitlerin hasar mekanizmalarını incelemek ve katkısız referans kuponlar ile karşılaştırmak için gerçekleştirilmiştir.Karbon elyaf takviyeli kompozitlerin mod I katlararası kırılma tokluğu enerjisi (GIC) değerinde ağırlıkça %2 nanosilika partikül dolgusu ile yaklaşık %104; mod II katlar arası kırılma tokluğu enerjisi (GIIC) değerinde ise ağırlıkça %0,5 nanosilika dolgusu ile yaklaşık %21 artış sağlanmıştır. Çekme dayanımı değerlerinde ağırlıkça %0,5 nanosilika dolgusu ile %13,5 olarak artış elde edilmiştir. The main aim of this thesis was to investigate influences of nanosilica particle addition to epoxy resin matrices (systems) on the thermal and mechanical properties of carbon fiber reinforced epoxy-nanosilica composites. Nanosilica particles were used for increasing the matrix dependant mechanical properties of conventional composite materials with easy dispersion processes in matrix. In the first part of the thesis, nanosilica filled epoxy composites were prepared using both a probe type ultrasonic processor and manuel mixing. Viscosities of the nanosilica filled epoxy resins were determined to understand the gelling time and wetting behaviour of those resins and to select the processing parameters for the filament winding process. The nanosilica filled epoxy composites with different weight ratios of nanosilicas were prepared, and then the mechanical, thermal, and morphological characterizations of the cured specimens were carried out. The best result in terms of tensile strength for those composites was obtained when 0.5 wt% nanosilica was added. The addition of nanosilica did not influence the elastic modulus of those composites considerably. In the second part of the thesis, the aim was to investigate the effects of nanosilica on the properties of carbon fiber reinforced epoxy composites. Test coupons for mechanical tests were prepared from the flat plates manufactured using a filament winding process. The glass transition temperatures of the nanosilica filled carbon fiber reinforced epoxy composites were measured using a Dynamic Mechanical Analyser (DMA). The addition of silica particles did not change the glass transition temperatures of the composites. The Scanning Electron Microscope (SEM) analyses were performed to understand damage mechanisms of the nanosilica filled carbon fiber reinforced epoxy composites.Mode I interlaminar fracture toughness energy, GIC, of the nanosilica filled carbon fiber reinforced epoxy composite containing 2.0 wt% nanosilica was increased 104% compared to the control sample (i.e. no nanosilica added sample). Mode II interlaminar fracture toughness energy, GIIC, of the carbon fiber reinforced containing 0.5 wt% nanosilica was increased about 21% compared to the control sample. The tensile strength of the carbon reinforced composites were increased 13.5% increase with addition of 0.5 wt% nanosilica in epoxy. 125

The rationale of M.S thesis work is to investigate the effect of chain length of the stabilizing polymer brushes attached to silica surface on the formation of metallic palladium nanoparticles (NPs) and their catalytic activity. Poly(vinyl pyrrolidone) (PVP) brushes forming a very thin shell was grafted from silica microparticles (Si@PVP) via RAFT mediated graft polymerization method thus controlling the molecular weights and structures of PVP grafts. Palladium (Pd) nanoparticles were formed in PVP stabilizing matrix by gamma radiolysis of Pd(Ⅱ) ions to yield Pd(0) decorated core-shell particles (Si@PVP-PdNP). Size Exclusion Chromatography (SEC) and Thermogravimetric Analysis (TGA) results indicated the formation of PVP brushes with different molecular weights on silica. Dynamic Light Scattering (DLS) and Transmission Electron Microscopy (TEM) measurements revealed that increased molecular weight of PVP brushes sterically blocked the particle growth and yielded more small Pd nanoparticles rather than fewer large ones. Si@PVP-PdNP having different PVP lengths and Pd sizes were evaluated for their catalytic activity and reusability in the model reduction of 4-nitrophenol to 4-aminophenol. It has been found that longer grafts are more effective in preventing NPs from leaking into the solution through the PVP shell, even if nanoparticles (NPs) are smaller in their presence, yet they allow the diffusion of reactants, resulting in more stable catalytic activity in repeated measurement cycles. On the other hand, short grafts are not sufficiently effective in preventing NP agglomeration and leakage. These findings are particularly important for heterogeneous catalyst systems in that they show the effects of surface-bound polymeric stabilizers on NP formation and catalytic activity. Keywords: Surface modification, Silica micro-particles, RAFT polymerization, Palladium nanoparticles. TABLE OF CONTENTS ABSTRACT ÖZET ACKNOWLEDGEMENTS TABLE OF CONTENTS FIGURES LIST OF TABLES LIST OF ABBREVIATIONS 1. INTRODUCTION 2. GENERAL INFORMATION 2.1. Surface Modification 2.1.1. Graft Polymerization 2.1.1.1. Surface Functionalization in a Controlled-manner 2.2. Controlled/living Radical Polymerization (CRP) Techniques 2.2.1. Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) 2.2.2. Nitroxide-Mediated Polymerization (NMP) 2.2.3. Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization (RAFT) 2.3. Surface Functionalization via RAFT Mediated Graft Polymerization and Stabilizing Effect of Surface-attached Grafts 2.4. Metal Nanoparticles and Their Stabilization 2.5. Preparation of Metal Nanoparticles by Ionizing Radiation 2.5.1. The Effect of Radiation Dose Rate and Absorbed Dose 3. EXPERIMENTAL 3.1. Materials 3.2. Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infra-Red (ATR-FTIR) Spectroscopy 3.3. X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) 3.4. UV–Vis Spectropcopy 3.5. Dynamic Light-Scattering (DLS) 3.6. Atomic Force Microscopy (AFM) 3.7. Scanning Electron Microscopy (SEM) Imaging and Energy Dispersive X-Ray (EDX) Mapping 3.8. Transmission Electron Microscopy (TEM) 3.9. Size Exclusion Chromatography (SEC) Analysis 3.10. Thermogravimetric Analysis (TGA) 3.11. Synthesis of 4,4'-Azobis(4-cyanopentanoic acid) (ACPA) Functionalized Silica (Si@ACPA) 3.12. Synthesis of Poly(vinylpyrrolidone) (PVP) Grafted Silica Micro-particles (Si@PVP) 3.13. Formation of Palladium Nanoparticles Stabilized by PVP (Si@PVP-PdNP) 3.14. Catalytic Activity Measurements 4. RESULT AND DISCUSSION 5. CONCLUSION REFERENCES CURRICULUM VITAE Bu tez çalışmanın amacı, silika yüzeyine bağlı stabilize edici polimer fırçaların zincir uzunluğunun, metalik paladyum nanopartiküllerinin (NP'ler) oluşumu ve katalitik aktivitesi üzerindeki etkisini araştırmaktır. Çok ince bir kabuk oluşturan poli(vinil pirolidon) (PVP) fırçalar, silika mikropartiküllerinden Tersinir Eklenme Parçalanma Zincir Transferi (RAFT) aracılı aşı polimerizasyonu yöntemiyle aşılanmış (Si@PVP), böylece PVP aşıların moleküler ağırlıkları ve yapıları kontrol edilmiştir. PVP stabilize edici matris içinde paladyum Pd(Ⅱ) iyonlarının gamma radyolizi ile metalik Pd(0)’a indirgenmesi sayesinde, Pd nanoparçacıkları ile dekore edilmiş çekirdek-kabuk formunda parçacıklar (Si@PVP-PdNP) elde edilmiştir. Büyüklükçe Ayırma Kromotografisi (BAK) ve Termogravimetrik Analiz (TGA) sonuçları silika üzerinde farklı molekül ağırlıklarına sahip PVP fırçalarının oluştuğuna yönelik sonuçlar vermiştir. Dinamik Işık Saçılımı (DLS) ve Geçirimli Elektron Mikroskopisi (TEM) ölçümleri, artan PVP aşı uzunluklarının, Pd nanoparçacılarının büyümesini sterik olarak engelleyerek daha fazla sayıda küçük Pd nanoparçacıklarının oluşumuna sebep olduğunu görtermiştir. Farklı PVP uzunluklarına ve Pd nanoparçacık boyutlarına sahip olan Si@PVP-PdNP örnekleri, model olarak seçilen 4-nitrofenol’ün 4-aminofenol’e indirgenme reaksiyonunda katalitik aktiviteleri ve yeniden kullanılabilirlikleri açısından değerlendirilmiştir. Yüksek mol kütleli polimer zincirlerinin aşılandığı yapılarda daha küçük nanoparçacıklar oluşsa da, uzun aşı zincirlerinin bu nanoparçacıkların çözeltiye sızmalarını sterik olarak önlemede daha etkili oldukları, ancak yine de reaktiflerin difüzyonuna izin vermeleri sayesinde tekrarlanan ölçüm döngülerinde daha kararlı aktivite sağladıkları görülmüştür. Öte yandan, kısa aşı zincirlerinin nanoparçacıkların aglomerasyonunu ve sızıntısını önlemede yeterince etkili olmadıkları ortaya konmuştur. Bu bulgular, yüzeye bağlı polimerik stabilizatörlerin, özellikle heterojen katalizör sistemlerinde kullanımlarında, nanoparçacık oluşumu ve katalitik aktivite üzerinde etkilerini göstermeleri bakımından önemlidir. Anahtar Sözcükler: Yüzey modifikasyonu, Silika mikro-parçacıklar, RAFT polimerizasyonu, Paladyum nanoparçacıklar.

Atık kauçuklar günümüzde ekonomik ve ekolojik açıdan önemli bir sorundur. Bu sorunlar dikkate alındığında geri dönüşüm en iyi seçeneklerden biridir. Atıkları bertaraf etme ve faydalı ürün olarak geri dönüştürme amaçlı birçok çalışma bulunmaktadır. Doğal kauçuklardan elde edilen tek kullanımlık eldiven atıklarının geri dönüştürülmesi de bu çalışmalar arasındadır. Tez kapsamında, üretim fazlası veya hatalı üretim sonucu oluşan doğal kauçuktan üretilmiş lateks eldiven atıklarının yararlı ürün olarak geri kazanımının sağlanması amaçlanmıştır. Toz haline getirilmiş lateks eldivenlerin, termoplastik elastomer olan poli(etilen-ko-vinil asetat) (EVA) ile karıştırılmıştır. Yapılan çalışmalarda öncelikle lateks eldiven tozunun karışım içerisindeki oranı ile mekanik özellikler üzerindeki etkisini incelemek amacıyla 8 farklı oranda EVA-lateks karışımları hazırlanmıştır. Hazırlanan karışımların mekanik ve sönümleme özellikleri incelenmiştir ve EVA miktarının artması mekanik özelliklerin arttığı görülmüştür. Bu tez çalışmasının temel amaçı aslında atık lateks eldiven tozunu karışım içerisinde yüksek oranda tutarak geri kazanımının sağlanmasıdır. Bu nedenle, EVA ile lateks arasındaki uyumluluğu artırmak için maleik anhidrit (MAH) ile aşılama yapılmıştır. Çekme testi sonucunda MAH ile aşılanmış karışımların, aşılanmamış karışımlara göre ile elastik modül, kopma dayanımı ve kopmadaki uzama değerlerinin daha yüksek olduğu görülmüştür. Sıkıştırma çalışmaları sonucunda aşılanmış karışımların absorbe ettiği enerji değerlerinde artış görülmüştür. En yüksek enerji sönemlenmesi MAH aşılanmış % 40 EVA ve % 60 lateks karışımında görülmüştür. Tüm bu deneysel çalışmalar sonucunda maleik anhrit ile aşılanmış EVALAT-g-MAH kompozit sistemlerinin uyumluluğun arttırılması ile mekanik özelliklerin arttığı ve doğal kauçuktan üretilmiş atık lateks eldivenlerin tartan pist plakalsı gibi yararlı ürün olarak geri kazandırabileceği görülmüştür. In the aim of this thesis is recycling of latex glove wastes occured as a result of excess or faulty production to useful products. Powdered latex gloves were mixed with poly(ethylene-co-vinyl acetate) (EVA). In order to investigate the effect of latex glove amount on mechanical and damping properties, 8 different EVA-latex mixtures was prepared. Mechanical and damping properties of these mixtures were investigated. The results obtained from EVA-latex mixtures showed that the increase in the amount of EVA in the structure caused a increase in mechanical and damping properties. The main purpose of the thesis is to enhance the recovery of waste latex glove by keeping it at high amount in the mixture. In order to increase the compatibility between EVA and latex, it was decided to grafting of maleic anhydride (MAH) onto EVA and lateks. End of the mechanical analysis we observed that elastic modulus, tensile strength and elongation at break were increased with MAH grafting. According to the values obtained from compression tests, the energy values absorbed by the grafted mixtures increased. The highest energy damping was observed in the grafted 40% EVA and 60% latex containing mixture. As a conclusion, grafting with MAH has a significant affect on mechanical and damping properties of composite systems. End of the all these studies, significant improving on the mechanical properties were obtained as a result of the compatiblization of EVALAT-g-MAH composite systems with MA and the recovery of waste latex gloves as a useful product like a tartan track surface. 146

Tedavi edici proteinler farmakoloji alanında oldukça fazla kullanılmalarının yanı sıra, bu alanda tedavi edici protein yapılarını içeren hibrit moleküllerin kullanıldığı birçok klinik uygulama da bulunmaktadır. Polietilen glikol (PEG) kullanılarak, sadece tedavi edici proteinler ile değil tedavi edici diğer bir takım biyomoleküller ve ilaçlarla da pegilasyon adı verilen konjugasyon işlemi gerçekleştirilip hibrit moleküller oluşturulmaktadır. Bu çalışmalarda karşılaşılan en büyük zorluklardan biri, pegilasyon işlemi sonucunda elde edilen moleküllerin analiz edilmeleri, bağlanma bölgelerinin ve bağlanma oranlarının doğru şekilde belirlenebilmesidir. Oluşturulan polimer esaslı bu tedavi edici hibrit moleküllerin analizleri ve karakterizasyonları analitik açıdan oldukça zorlu olmaktadır. Bu tez kapsamında hibrit peptit-polimer ve protein-polimer molekülleri sentezlenerek, bu hibrit moleküllerin analizi ve karakterizasyonları için daha kolay ve zaman almayan analitik yöntemlerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda PEG ile konjugasyona girmesi hedeflenen örnek polipeptit yapıları olarak insan anjiyotensin II ve insan insülini molekülleri kullanılmıştır. Konjugasyon reaksiyonu için farklı molekül ağırlığı dağılımına sahip PEG örnekleri kullanılmıştır. Kullanılan bazı PEG zincirlerinin uç grupları türevlendirilerek farklı reaktif gruplar haline getirilmiştir. Konjugasyon reaksiyonları hem organik çözücü içerikli hem de fizyolojik ortam koşullarında gerçekleştirilmiştir. Son ürün olarak elde edilen hibrit moleküllerin yani konjugatların MALDI-MS sistemi kullanılarak kütle spektrometrik analizleri yapılmıştır. PEG zincirlerinin biyomoleküle bağlanma bölgelerinin ve bağlanma oranlarının direkt belirlenebilmesi amacıyla MALDI-MS/MS yöntemi kullanılmıştır. İnsülinin kullanıldığı büyük yapılı hibrit moleküllerin karakterizasyonu için parçadan-bütüne (bottom-up) proteomik analiz yaklaşımına gidilmiş ve daha sonra MALDI-MS/MS yöntemi ile PEG zincirlerinin bağlanma bölgeleri ve oranları belirlenmiştir. Bu tez çalışması sonucunda, PEG zincirlerinin uç grupları farklı şekillerde modifiye edilebilmiş ve bu PEG zincirleri kullanılarak yapılan konjugasyon reaksiyonlarının başarılı bir şekilde gerçekleştirildiği MALDI-MS yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. PEG zincirlerinin biyomolekül üzerindeki bağlanma bölgelerinin yeri ve oranının belirlenmesi, tez kapsamında geliştirilen örnek hazırlama ve MALDI-MS/MS analiz yöntemleri ile pratik ve hızlı bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Therapeutic proteins are widely used in the field of pharmacology, and there are many clinical applications in this area that use hybrid molecules containing therapeutic protein structures. With polyethylene glycol (PEG), not only the therapeutic proteins, but also other therapeutic biomolecules and drugs, the conjugation process called pegylation is performed and hybrid molecules are formed. One of the biggest challenges encountered in these studies is the analysis of the molecules obtained as a result of the pegylation process, the determining of the binding sites and their binding rates correctly. Analysis and characterization of these polymer-based therapeutic hybrid molecules is analytically quite tough. In this thesis, it is aimed to develop analytical methods which are easier and do not take time for the analysis and characterization of these hybrid molecules by synthesizing hybrid peptide-polymer and protein-polymer molecules. For this purpose, human angiotensin II and human insulin molecules have been used as exemplary polypeptide structures which are intended to be conjugated with PEG. For the conjugation reaction, PEG samples were used at different molecular weights distribution. The end groups of some of the PEG samples used were derivatized into different reactive groups. The conjugation reactions were carried out under both organic and physiological conditions. Mass spectrometric analyzes of the hybrid molecules, ie conjugates were performed by using the MALDI-MS system. The MALDI-MS / MS method was used to determine the biomolecule binding sites and binding rates of PEG chains. The bottom-up proteomic analysis approach was carried out for the characterization of large structure hybrid molecules containing insulin and then the binding regions and binding rates of PEG chains were determined by the MALDI-MS / MS method. As a result of this thesis, PEG chains' end groups was modified differently and caried out successfully the conjugation reactions in which used these PEG chains have been determined by using MALDI-MS method. The determination of the site and ratio of the PEG chains on the biomolecule was carried out in a practical and rapid manner by using sample preparation and MALDI-MS / MS analysis methods developed within the scope of the thesis. 139

Günümüzde özellikle otomotiv endüstrisi, sıkı yasal düzenlemeler nedeniyle yeni nesil otomobillerde kauçuk esaslı malzemelerin ısıl direncine odaklanmıştır. Yüksek performanslı motorlar ve hibrit araçlar gibi tasarım kısıtlaması olan ürünlerde diğer mühendislik malzemeleri ile uyumlu çalışabilecek özelliklerde kauçuk parçaların kullanılması önemlidir. Doymuş yapı sayesinde EPDM kauçuk, özellikle peroksit ile vulkanize edildiğinde orta-yüksek sıcaklık uygulamalarında yaşlanma dayanımı açısından oldukça başarılıdır. Bununla birlikte, sürekli kullanım sıcaklığı 120°C'lerin üzerine çıktığında beklenen performansı sergileyememektedir. Alternatif koajan ve antioksidanların birlikte kullanımı, çaprazbağ yapısının modifiye edilerek kararlılı arttırılması hem sıcaklık dayanımını hem de ısıl yaşlanma direncini geliştirebilecek adımlardır.Bu çalışmada; alternatif koajan olarak HVA-2 ve lignin içeren EPDM hamurları üretilmiş, peroksit ve kükürt vulkanizasyonu sistemleri kullanılarak hedef yüksek sıcaklık uygulamaları için reolojik, mekanik özellikler ve ısıl yaşlanma davranışı açısından incelenmiştir. Kauçuk hamurları, önce 1,5 L brüt hacme sahip kapalı mikserde ve daha sonra açık milde karıştırılarak hazırlanmıştır. Reolojik özellikleri ve pişme karakteristikleri reometre eğrilerinin değerlendirilmesiyle belirlenmiştir. Belirlenen optimum pişme süreleri esas alınarak hidrolik preste vulkanize edilen plakalardan standart kesme bıçaklarıyla test örnekleri hazırlanmıştır. Çekme testi ile mekanik özellikler, sertlik ve kalıcı deformasyon ölçümleri ile fiziksel özellikler belirlenmiştir. Tüm testler, farklı yaşlandırma koşullarında bekletilen örnekler için gerçekleştirilerek, ısıl yaşlanma davranışları aydınlatılmıştır.Koajan kullanımının peroksit ve kükürtlü vulkanizasyon sistemlerindeki etkilerinin farklı olduğu görülmüştür. HVA-2 kullanılarak gerçekleştirilen peroksit vulkanizasyonu ile yüksek çaprazbağ yoğunluğu elde edilebildiği, lignin varlığında ise kükürtlü pişirme sistemlerinde ısıl dayanımın önemli ölçüde iyileştirilebildiği sonucuna varılmıştır. Nowadays, especially the automotive industry has been focused on heat resistance of rubber-based materials, in new generation automobiles because of new regulations. It is important to use rubber parts that are compatible with other engineering materials in products with design constraints such as high-performance motors and hybrid vehicles.Because of saturated structure EPDM rubber has good resistance to medium-high level of heat, especially in peroxide cure. Nevertheless, peroxide cured EPDM could not able to exceed above the 120°C temperatures. Synergistic use of alternative coagents can improve upon this property by increasing the crosslink density and stability of the network by altering the crosslink composition.In this study; EPDM compound containing HVA-2 and lignin as an alternative coagent has been studied in terms of rheological, mechanical, aging properties for targeting high-temperature applications, in details.Rubber compounds were prepared in a 1.5 L internal mixer and a two-roll mill, subsequently. Rheological characteristics and curing characteristics were determined by the evaluation of rheometer curves. Based on the determined optimum curing times, test specimens were prepared with standard cutting blades from plates vulcanized in the hydraulic press. Mechanical properties were determined by tensile test and physical properties determined by hardness and compression set measurements. All tests were performed for samples kept under different aging conditions and their thermal aging behavior was elucidated. 73

Ultra yüksek molekül ağırlıklı polietilen (UHMWPE), diğer polietilen (PE) türlerine göre oldukça yüksek molekül ağırlığından dolayı üstün karakteristik özelliklere ve geniş kullanım alanına sahip bir mühendislik termoplastiğidir. Selüloz ise reaktif yüzeye sahip düşük fiyatlı bir doğal polimerdir. Yüksek darbe dayanımı ve aşınma direnci sebebiyle polimer matrisi olarak tercih edilen hidrofobik yapıdaki UHMWPE'nin hidrofilik selüloz türevleriyle olan uyumu iyi değildir. Bu nedenle hidrofobik ve hidrofilik iki polimeri birleştirerek yüksek darbe direncine sahip bir kompozit elde edebilmek için uyumlaştırıcı kullanılması gerekmektedir.Bu çalışmada hidrofobik karakterdeki UHMWPE ve hidrofilik selüloz polimerleri karıştırılıp sinterleme tekniği kullanılarak gözenekli yapıda kompozitler elde edildi. Selüloz türevi olan karboksimetil selüloz (CMC), mikrokristalin selüloz (MCC) ve nanokristalin selüloz (NCC)'nin UHMWPE matrisinde etkili bir şekilde dağılımını sağlayabilmek için maleik anhidrit aşılanmış polietilen (PE-g-MA) uyumlaştırıcı olarak kullanıldı. Elde edilen polimer kompozitlerinin hem sert hem de gözenekli olup filtre, membran vb. uygulamalarda kullanılabilmesi için UHMWPE/Selüloz/PE-g-MA kompozitleri farklı sinterleme sıcaklığı ve soğutma hızlarında hazırlandı ve sinterleme parametrelerinin kompozitlerin sertlikleri, hava geçirgenlikleri, ısısal, morfolojik ve yüzey özellikleri üzerine etkisi incelendi. Uyumlaştırıcı olarak kullanılan PE‐g‐MA'nın polimer kompozitlerin özellikleri üzerine etkileri araştırıldı.Anahtar Kelimeler: UHMWPE, Selüloz, Kompozit, Uyumlaştırıcı. Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE), which has superior characteristic properties and wide usage area when compared to other types of polyethylene (PE), is an engineering thermoplastic due to its quite high molecular weight. Cellulose is a low-priced natural polymer with a reactive surface. The hydrophobic UHMWPE which is generally preferred as polymer matrix due to its high impact resistance and abrasion resistance is not compatible with hydrophilic cellulose derivatives. Therefore, it is necessary to use a compatibilizer to combine both hydrophobic and hydrophilic polymers to obtain a high impact resistant composite.In this study, hydrophobic UHMWPE and hydrophilic cellulose polymers were mixed and porous composites were obtained by using sintering technique. Maleic anhydride grafted polyethylene (PE-g-MA) was used as the compatibilizer to ensure efficient distribution of cellulose derivatives, microcrystalline cellulose (MCC), carboxymethyl cellulose (CMC) and nanocrystalline cellulose (NCC), in the UHMWPE matrix. The hard and porous UHMWPE/Cellulose/PE-g-MA composites were prepared at different sintering temperatures and cooling rates to be used in industrial applications such as filter, membranes etc. and the effects of sintering parameters on the hardness, air permeability, thermal, morphological and surface properties of the composites were examined. The effects of PE‐g‐MA, which is used as a compatibilizer, on the properties of polymer composites were investigated.Keywords: UHMWPE, Cellulose, Composite, Compatibilizer. 109

Bu çalışmanın amacı, propolis ve Boyacı sumağı özütü içeren nano/mikro fiber yapılı yara örtüleri üreterek fiziksel, mekanik, antimikrobiyal özelliklerin incelenmesi ve biyouyumluluklarının belirlenmesidir. Propolis arıların çeşitli bitkilerden topladıkları bileşikleri ağızlarındaki enzimlerle birleştirerek pelet haline getirdikleri, içeriğinde 300 den fazla molekül bulunan zamksı, antimikrobiyel bir maddedir. Ülkemizde yetişen bazı bitkilerin özütünün de antifungal ve yara iyileştirici özellikleri mevcuttur ki boyacı sumağı (Cotinus coggygria) da bunlardan biridir. Bu tez çalışmasında üretilen ve bu iki biyoaktif maddeyi içeren nano/mikro fiber yapıların dışarıdan yara içerisine mikroorganizmaların girişini engellerken, içeriğindeki propolis ve boyacı sumağı ile yara içerisinde antibakteriyel ve antifungal etki göstererek boyacı sumağı içeriğiyle yara iyileşmesini hızlandırması beklenmektedir.Tez çalışması kapsamında biyouyumlu bir polimer olan PLA çözeltisi içerisine farklı oranlarda (ağırlıkça % 5, 10 ve 15) propolis eklenerek, diğer bir gruba da hem propolis hem de boyacı sumağı özütü eklenerek elektro-çekim yöntemi ile ortalama 0,5 µm çapında nano/mikro fiber yapılı yara örtüleri elde edildi. Fiber yapılar FTIR ve su temas açısı testi ile karakterize edildi ve fosfat tampon çözeltisi içinde 37°C'de gerçekleştirilen salım çalışmalarında bu yara örtülerinden propolis salımının gerçekleştiği belirlendi. Fiber yapıların mekanik ve morfolojik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla çekme testi ve taramalı elektron mikroskopi (SEM) analizi gerçekleştirildi. Yara örtülerinin biyouyumluluğu ve antimikrobiyal özellikleri in vitro testlerle belirlendi. Yara örtülerinin yapısal, mekanik, biyouyumluluk ve antimikrobiyal özellikleri karşılaştırıldığında en uygun yara örtüsünün %10 propolis ve Boyacı sumağı içeren örtü olduğu belirlendi. The aim of this study is investigate the physical and mechanical properties of nano / micro fiber wound dressings containing propolis and smoke tree extract (Cotinus coggygria) and to determine their antimicrobial properties and biocompatibility.Propolis is a gum substance containing more than 300 molecules in it which bees combine pelleted compounds with various enzymes in their mouthsand shows antimicrobial properties. The extracts of some plants grown in our country also have antifungal and wound healing properties such as the smoke tree (Cotinus coggygria). It is expected that the nano / micro fiber structures which contains these two bioactive substances produced in this thesis will prevent the entrance of microorganisms into the wound from the outside, propolis and smoke tree extract in the wound dressing will show antibacterial and antifungal effect and also accelerate wound healing with smoke tree content.Within the scope of the thesis; by adding propolis in different proportions (%5, %10 and %15 by weight) into PLA solution which is a biocompatible polymer, and both propolis and smoke tree extract were added in another group and electro-spinning method was used to obtain nano / microfibre wound dressings with an average diameter of 0,5 µm. Fiber structures were characterized by FT-IR and propolis was released from these wound dressings during release studies at 37 °C in phosphate buffer solution. In order to determine the mechanical and morphological properties of the fiber structures, tensile test, scanning electron microscopy (SEM) analysis were performed respectively. 89

Isı ile sertleşen reçineler, emprenye tekniği ile kaplanmış kâğıtlar ve ahşap kompozitler için dekoratif ve koruyucu bir laminat olarak yaygın bir biçimde kullanılmaktadır. Kâğıt laminatlar ve dekor kâğıdı, melamin formaldehit reçinesi (MF), üre formaldehit reçinesi (UF) veya MF ve UF reçinesi karışımı ile emprenye edilerek üretilirler. Bu reçine daha sonra sertleştirilir ve kâğıt koruyucu bir MF tabakası ile kaplanır. Melamin formaldehit reçineleri mükemmel mekanik ve ısıl özelliklerinden dolayı, kâğıt laminatlarda emprenye reçinesi olarak sıklıkla kullanılmaktadır. Melamin formaldehit, melamin ve formaldehit monomerlerinin kondenzasyonu sonucu elde edilen, ısıl direnci yüksek, dayanıklı ve çok yönlü kullanımı olan termoset bir polimerdir. Endüstride, kâğıt emprenyesinde kullanılan melamin formaldehit reçinesi için polimerizasyon aşamasında ya da diğer katkı kimyasalları ile harmanlama aşamasında bir takım plastikleştiriciler kullanılmaktadır. Bu çalışmada, kâğıt emprenyesinde kullanılan melamin formaldehit reçinesi için plastikleştirici olarak ilk defa yan dallarında 650 g/mol molekül ağırlığında poli(etilen glikol) içeren organik/inorganik bir hibrit malzeme olan polihedral oligomerik silseskuiokzan (PEG-POSS) ve sorbitol kullanılmıştır. Ayrıca, 400 g/mol molekül ağırlığına sahip poli(etilen glikol) (PEG-400)'de PEG-POSS'un MF reçineleri için plastikleştirici etkinliğini anlamak için karşılaştırma amacıyla bir plastikleştirici olarak çalışma kapsamında kullanılmıştır. Laboratuvar çapında üretilen melamin formaldehit reçinesine el-emprenyesi prosesinde farklı yükleme oranlarında (‰2,5, ‰4 ve ‰6) PEG-POSS, PEG-400 ve sorbitol ilave edildikten sonra kâğıt ile reçinenin buluşması sağlanmıştır. Plastikleştirici içermeyen kontrol MF reçinesi ve plastikleştirici içeren reçinelerin ısıl özellikleri diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ile ve reolojik özellikleri reometre ile incelenmiştir. Bununla birlikte, farklı tür plastikleştiriciler içeren MF reçinesi ile emprenye edilmiş kâğıtların mekanik özellikleri çekme testi ile ve morfolojik özellikleri ise taramalı elektron mikroskobu (SEM) yardımıyla analiz edilmiştir. MF reçineleri ile emprenye edilmiş dekor kâğıtlarının hidrofili özellikleri ise temas açısı ölçümleri ile belirlenmiştir. Bunlara ilaveten; katı madde, yoğunluk, viskozite, pH ve su toleransı ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Genel bir yorum yapılacak olursa, PEG-400, PEG-POSS ve sorbitolün düşük yükleme oranlarında dahi MF reçineleri için etkin birer plastikleştirici oldukları tespit edilmiştir. Heat-curing resins are widely used as a decorative and protective laminate for papers and wood composites coated with impregnation technique. Paper laminates and decor paper are produced by impregnation with melamine formaldehyde resin (MF), urea formaldehyde resin (UF) or a mixture of MF and UF resin. This resin is then cured and coated with a sheet of MF protective. Melamine formaldehyde resins are widely used in paper laminates as a impregnation resin due to their excellent mechanical and thermal properties. Melamine formaldehyde a durable thermoset polymer has high thermal resistance and versatile applications, which is obtained by condensation of melamine and formaldehyde monomers. In the industy, some plasticizers for melamine formaldeyde resin used in paper impregnation are used in polymerization of MF resin or during compounding step with other ingredients. In this study, poly(ethylene glycol)-functionalized polyhedral oligomeric silsesquioxane (PEG-POSS, eight PEG arms of 650g/mol per each POSS cage), an organic/inorganic hybrid material and sorbitol were used as plasticizers for melamine formaldehyde resin used in paper impregnation for the first time in the literature. Moreover, poly(ethylene glycol) having 400g/mol molecular weight (PEG-400) was used as a plasticizer for MF resin for the comparison with PEG-POSS. PEG-POSS, PEG-400 and sorbitol in various concentrastions such as 2,5‰, 4‰ and 6‰ were incorporated to MF resins and then decor papers were impregnated with these resins. The rheological and thermal properties of MF resins and plasticized MF resins were determined by rheometer and differential scanning calorimetry (DSC), respectively. In addition, mechanical and morphological properties of decor papers impregnated with MF resins containing different types of plasticizers were analyzed by tensile tests and scanning electron microscopy (SEM), respectively. The hydrophilic properties of impregnated decor papers were evaluated by contact angle measurements. In addition; solid content, density, viscosity, pH and water tolerance measurements were performed in this study. As a general conclusion, PEG-400, PEG-POSS and sorbitol were found to be efficient plasticizers even at their lower loading ratios for MF resins. 109

Bu tez güneş pili alanında uygulama potansiyelleri bulunan konjuge polimerler olanP1 ve P2 polimerlerinin sentezi, tasarımı ve karakterizasyon çalışmalarını elealmaktadır. Polimer dizaynları bant aralığı mühendisliği metodu kullanılarakyapılmıştır.Bu bağlamda benzoditiyofen (BDT) ve silafuloren donör grupları olarakP1 ve P2 için seçilmiştir. Benzotriazol (BTZ) ve tiyazol grupları her iki polimer içinde akseptör olarak kullanılmıştır. Elektrokimyasal çalışmalara göre her iki polimer den-katkılanabilir ve p-katkılanabilir karakterler göstermiştir. En yüksek dolu molekülerorbital (HOMO) ve en düşük boş moleküler orbital (LUMO) seviyeleri P1 polimeriiçin -5.63 eV ve -3.60 eV iken P2 polimeri için ise HOMO ve LUMO değerleri -6.00eV ve -3.58 eV olarak belirlenmiştir. P1 ve P2 polimerlerinin optik bant aralıklarısırasıyla 2.10 eV ve 1.74 eV olarak hesaplanmıştır. Cihaz yapımında yığınsal farklıtürden eklemler metodu kullanılmış ve polimerik güneş pili uygulamalarındakiveriminden dolayı PCBM akseptör ünitesi olarak seçilmiştir. 1.5 G Hava Kütlesi(AM) ve 100 mW/cm2 altında en yüksek güç dönüşüm verimi (PCE) değeri P1/PCBM1:4 (w/w) oranında % 0.45 olarak gözlemlenmiştir. This thesis deals with the design, synthesis and characterization of conjugatedpolymers P1 and P2 that have potential application in organic solar cell. Polymerdesign was accomplished by using band gap engineering method. According to that,benzodithiophene (BDT) and silafluorene were chosen as donor groups in P1 and P2respectively. The acceptor parts were the same for both polymers includingbenzotriazole (BTZ) and thiazole group. According to electrochemical studies bothpolymers were having n-dopable and p-dopable characters. Highest occupiedmolecular orbital (HOMO) and lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) levelsof P1 were determined as -5.63 eV and -3.60 eV, while P2 had HOMO and LUMOenergy levels -6.00 eV and -3.58 eV respectively. Optical band gap of P1 and P2 werecalculated as 2.10 eV and 1.74 eV accordingly. Device construction was carried outwith Bulk Heterojunction method and PCBM was used as the acceptor due to itssuitable acceptor properties in polymeric solar cell applications. The best PCE wasobtained from the device containing P1/PCBM 1:4 (w/w) ratio as 0.45 % understandard AM 1.5 G at 100 mW/cm2. 90

Bu çalışmanın amacı; maliyetli, zaman alıcı ve toksik olması nedeniyle çevre kirliliğine neden olan RFL daldırma prosesine alternatif, tamamıyla çevre dostu olan ve polimerik kordların kauçuk matrise yapışmasını artırma potansiyeli olan yeni nesil bir malzeme geliştirmektir. Bu noktadan hareketle, ısıl kararlılığı ve takviye edici elyafa yapışma özelliği arttırılmış doğal kauçuk formülasyonlarının geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu sebeple, doğal kauçuğun ağ yapısına kimyasal bağlar ile katılabilecek, yeni nesil nano takviye malzemesi olan poli(hedral oligomerik silseskuiokzan) (POSS) kullanılmıştır. POSS türü olarak oktavinil-POSS (OV-POSS), oktamaleamik asit-POSS (OM-POSS), metakril-POSS (M-POSS) ve akrilik-POSS (A-POSS) kullanılmıştır. POSS türünün ve yükleme oranının yanında takviye edici olarak kullanılan elyafın türü, karbon karasının türü ve kükürt miktarı gibi değişkenlerin etkisi ele alınmıştır. Karışımlar çift silindirli mil kullanılarak karıştırılmış ve hidrolik pres yardımıyla pişirilmiştir. Harmanların reolojik, ısıl, mekanik ve morfolojik özellikleri incelenmiştir. Elyaf/matris arayüzey yapışma performansının belirlenebilmesi için H-yapışma testleri gerçekleştirilirken, elyaf/matris arayüzey etkileşimleri termodinamik yapışma işi hesaplanarak da belirlenmiş ve bu iki sonuç arasında korelasyonlar tespit edilmiştir. POSS'ların mekanik özellikleri bir miktar iyileştirdiği ve NR hamurlarının ısıl dayanımına olumlu yönde etki ettiği görülmüştür. POSS'ların yüksek yükleme oranlarında çapraz bağ yoğunluğunu artırdığı tespit edilmiştir. Ayrıca, RFL ile kaplanmamış kordlar ile takviye edilmiş referans (REF) hamur ile kıyaslandığında (POSS içermeyen hamur) POSS içeren hamurlarının tamamının H-yapışma kuvveti değerlerinin REF hamurdan daha yüksek değerler sergilediği görülmüştür. Bununla birlikte, RFL ile kaplanmış Nylon6,6 – NR hamuru yapışma kuvveti, NR hamuruna A-POSS'un yüksek yükleme oranlarında ilave edilmesiyle elde edilmiştir. Bu bulgu, özellikle A-POSS varlığında RFL kaplama işleminin ortadan kaldırılabileceğini göstermiştir. The aim of this study is to eliminate the negative environmental effects of RFL a costly, time consuming and toxic dipping process, which is used to enhance the adhesion between rubber and textile cords. For this purpose, poly(hedral oligomeric silsesquioxane) (POSS) a new generation of nanofiller was used to enhance the thermal stability and crosslinking density of NR compounds and to increase the adhesion between cords and rubbers. Octavinyl-POSS (OV-POSS), octamaleamic POSS (OM-POSS), methacryl POSS (M-POSS) and acrylic POSS (A-POSS) were used as POSS types to evaluate as both crosslinking agent and adhesion promoter. In addition to POSS type, POSS loading level, reinforcing fiber type, carbon black type and sulphur content were handled as experimental parameters. Compounding was carried out in a two-roll mill and vulcanization was carried out in a hydraulic hot press. Rheological, thermal, mechanical and morphological properties of compounds were investigated. The adhesion between rubber compounds and textile cords was investigated by H-adhesion tests. In addition, the thermodynamic work of adhesion (TWA) was calculated by using the surface free energy components of the compounds and fibers. The correlations between H-adhesion strength values and the TWA were studied to understand the adhesion mechanism. It was obtained that POSSs gradually enhanced the mechanical properties. Thermal stability and crosslinking density of NR compounds significantly increased in the presence of POSS nanoparticles. It was demonstrated that the utilization of POSSs in the NR compounds improved the adhesion between NR compound and textile cords as compared to NR reference compound reinforced with uncoated textile cords. Moreover, NR compound exhibited the best adhesion with Nylon 6.6 cord in the presence of A-POSS. This finding revealed that especially by the usage of A-POSS as the adhesion enhancer, it is possible to eliminate the usage of toxic adhesives such as RFL. 189

Patojenik mikroorganizmalar bulaşıcı hastalıklara yol açarak önemli halk sağlığı problemlerine sebep olabilmektedir. Hastalık oluşumunu önlemek ve hastalık oluştuktan sonra tedavisinde kullanmak üzere yeni etkin malzemelerin üretilmesi günümüzün en önemli konularından birisi haline gelmiştir. Bu tez çalışmasında, patojen mikroorganizmalara karşı kullanılabilecek suda çözünen kuarternize edilmiş lineer kopolimerlerin sentezlenmesi ve karakterize edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç için, ilk önce poli(4-vinilpiridin-co-n-vinilpirolidon) P(4VP-co-NVP) kopolimeri serbest radikal polimerizasyonu ile sentezlenmiştir. Elde edilen bu kopolimer, farklı zincir uzunluklarına sahip alkil halojenürler (bromoetan, 1-bromobütan, 1-bromohekzan, 1-bromodekan) ile kuarternize edilmiş ve her bir alkilleyici ajanla farklı kuarternizasyon derecelerine sahip polimerler üretilmiştir. Elde edilen kopolimer ve kuarternize kopolimerler, Jel Geçirgenlik Kromatografisi (GPC), Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi (NMR), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ve Dinamik Işık Saçılması (DLS) teknikleri ile incelenmiştir. Kromatografi ve spektroskopi analizleri sonucunda P(4-VP-co-NVP) kopolimerinin ve kuarternize P(4-VP-co-NVP) kopolimerlerinin başarılı bir şekilde sentezlendiği görülmüştür. Elde edilen kuarternize kopolimerlerin +10 ile +32,5 mV aralığında zeta potansiyel değerlerine sahip olduğu bulunmuştur. Kuarternize kopolimerlerin antibakteriyel aktivite testlerinin yapılması için Escherichia coli (E. coli), Staphylococcus aureus (S. aureus) ve Pseudomonas aeruginosa bakterileri model olarak seçilmiştir ve agar kuyucuk difüzyon testi ile broth mikrodilüsyon yöntemleri uygulanmıştır. Kuarternize kopolimerlerin (1-bromodekan ile kuarternize edilmiş kopolimerler dışında) minimum inhibisyon konsantrasyonu değerlerinin E. coli'de 256 µg/ml ve Pseudomonas aeruginosa'da 128 µg/ml olduğu tespit edilmiş olup S. aureus'a karşı antibakteriyel aktivitesinin olmadığı bulunmuştur. Anahtar Sözcükler: 4-vinil piridin, N-vinil pirolidon, antibakteriyel, kuarternizasyon. Pathogenic microorganisms can cause infectious diseases and thus significant public health problems. It has become one of the most important issues of today to prevent the occurrence of these diseases and to produce new efficient materials for their treatment. In this thesis, it is aimed to synthesize and characterize water soluble quaternized linear copolymers which can be used against pathogenic microorganisms. For this purpose, initially Poly(4-vinylpyridine-co-n-vinylpyrrolidone) P(4-VP-co-NVP) copolymer was synthesized by free radical polymerization. Then this copolymer was quaternized with alkyl halides of different chain lengths (bromoethane, 1-bromobutane, 1-bromohexane, 1-bromodecane) and using each alkylating agent polymers having different degrees of quarternization were prepared. The obtained copolymer and quaternized copolymers were examined by Gel Permeation Chromatography (GPC), Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR), Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR) and Dynamic Light Scattering (DLS) techniques. Chromatography and spectroscopy analysis showed that P(4-VP-co-NVP) copolymer and quarternized P(4-VP-co-NVP) copolymers were synthesized successfully. The quaternized copolymers obtained were found to have zeta potential values in the range of +10 to +30 mV. Escherichia coli (E. coli), Staphylococcus aureus (S. aureus) and Pseudomonas aeruginosa (P.aeruginosa) microorganisms were selected as models to perform antibacterial activity tests of quaternized copolymers. Agar well diffusion and broth microdilution methods were used as test methods. It has been observed that the quaternized copolymers (with the exception of copolymers which quaternized with 1-bromodecane) have antibacterial activity against E.coli and P.aeruginosa with the minimum inhibitory concentration values of 256 µg/ml and 128 µg/ml respectively. However copolymers have not antibacterial activity against S. aureus.Key Words: 4-vinyl pyridine, N-vinyl pyrrolidone, antibacterial, quaternization. 77

Tez çalışmasının ilk kısmında, doğal mısır nişastası, 2 farklı nem içeriğine (% 15 ve % 25) tavlandıktan sonra gliserol ve TBC ilave edilerek (karışım nişastalar) ve edilmeyerek farklı güç ve sürelerde kızılötesi (IR), mikrodalga (MW) ve kızılötesimikrodalga kombinasyon (IR-MW) ısıtmaya maruz bırakılarak modifiye edilmişlerdir. Modifikasyon sonrası elde edilen nişastalar, fiziksel, optik, morfolojik ve termal özellikler açısından karakterize edilmişlerdir. Nişastalara modifikasyon öncesinde gliserol ve TBC eklenmesinin nişastaların renklerini koyulaştırdığı, daha sarı renkli yaptığı, jelatinizasyon sıcaklıklarını arttırdığı, jelatinizasyon entalpileri ile viskozitelerini ise azalttığı görülmüştür. Modifikasyon işlemi, nişastaların fiziksel, optik, morfolojik, termal özellikleri ile X-ışını kırınım desenlerini belirgin bir şekilde değiştirmiştir. Tez çalışmasının ikinci kısmında ise çalışmanın ilk kısmında elde edilen gliserol ve TBC içeren (karışım) ve içermeyen modifiye nişastalar, yenilebilir film üretiminde kullanılmıştır. Gliserol ve TBC içermeyen modifiye nişastalardan yenilebilir film üretiminde, gliserol ve TBC, ekstrüzyon işlemi öncesinde modifiye nişastalara ilave edilerek yenilebilir filmler elde edilmiştir. Gliserol ve TBC içeren modifiye nişastalar ise doğrudan yenilebilir film üretiminde kullanılmışlardır. Elde edilen yenilebilir filmler, mekanik, fiziksel, optik ve termal özellikler açısından karakterize edilmişlerdir. Tez çalışması kapsamında elde edilen bütün yenilebilir filmlerin hidrofilik karakterde olduğu tespit edilmiştir. Modifiye nişastalardan elde edilen yenilebilir filmlerin uzama değerleri ve su temas açısı değerleri ile termal dayanımlarının doğal nişastadan elde edilen yenilebilir filmlerin uzama ve su temas açısı değerleri ile termal dayanımlarından yüksek, çekme dayanımlarından ise düşük olduğu bulunmuştur. In the first part of the study, natural corn starches were annealed to two different moisture content ( 15 % and 25 % ) and starches with and without glycerol and TBC were modified by infrared, microwave, infrared-microwave combination heating at different heating conditions (power and time). Modified starches were characterized in terms of physical, optical, morphological and thermal properties. Addition of glycerol and TBC before modification process provided starches with more yellow and darker color, increased gelatinization temperature and decreased gelatinization enthalphy and viscosity of modified starches. Modification process had remarkably changed the physical, optical, morphological, thermal properties and x-ray patterns of starches. In the second part of the study, modifed starches with or without glycerol and TBC were used to produce edible films. In the production of edible films from starches without glycerol and TBC, glycerol and TBC were added to the film formulation before extrusion process. The modified starches that contain glycerol and TBC (blend starch) were directly used in edible film production. Edible films were characterized in terms of mechanical, physical, optical and thermal properties. All edible films were found to be hydrophylic. The elongation, water contact angle values and thermal stability of the edible films produced from modified starches were found to be higher and the tensile strength values of them were found to be lower than that of edible films produced from natural corn starch. 131

Bu tezde glikoz tespiti için bir konjuge polimer, kitosan ve çok duvarlı karbon nanotüplerden oluşan bir amperometrik biyosensör imal edilmiştir. Konjuge polimerler benzersiz elektronik özellikleri, yüksek stabiliteleri ve işlenebilirlikleri ile biyoalgılama platformları geliştirme alanında yeni bir çağ açtılar. Konjuge polimerler hem biyoalgılama elemanları için immobilizasyon matrisi olarak ve hem de biyoalgılama cihazlarında transdüser olarak görev yaparlar. Ek bir modifikasyon materyali olarak kitosan, mükemmel film biçimlendirilebilirliği, biyouyumluluk, biyobozunurluk ve toksik olmayanlık gibi gelecek vaadeden özellikleri nedeniyle, önerilen biyosensörün yapısına katıldı. Kitosan, konjuge polimer ile birlikte mükemmel bir immobilizasyon matrisi olarak görev yaptı ve biyosensörün stabilitesini ve duyarlılığını arttırdı. Çok duvarlı karbon nanotüpler, elektrokimyasal algılama cihazlarında da yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Sebebi üstün elektrokimyasal özellikleri sayesinde biyosensörlerin tepki performanslarını arttırmalarıdır. Ayrıca, enzimlerin katalitik aktiviteleri ve stabilitelerini koruyarak destekleyici matris malzemeleri olarak da gelecek vaat etmektedirler. Bu açıdan, elektropolimerizasyon yoluyla fonksiyonel bir monomer ile bir grafit elektrotun modifiye edilmesi ve ardından kitosan/çok duvarlı karbon nanotüp çözeltisi ile döküm yapılmasıyla; 0.032 mM algılama sınırına, 63.76 uAmM-1cm-2 duyarlılık değerine ve 0.01-0.75 mM glikoz için iyi bir lineer tepki aralığına sahip bir biyosensör imal edilmiştir. Ayrıca biyosensör 0.05 mM gibi bir KMapp değeri ile umut vadeden kinetik parametreler ortaya koymaktadır. Yüzey değişikliklerinin araştırılması için, dönüşümlü voltametri ve SEM teknikleri kullanılmıştır. Ayrıca, önerilen biyosensörün uygulanabilirliğini kanıtlamak için sistem ticari bir içecek numunesi ile test edilmiştir. In this thesis an amperometric biosensor consisting of a conjugated polymer, chitosan and multi-walled carbon nanotubes constructed for the detection of glucose. Conjugated polymers have opened a new era for the development of biosensing platforms with their unique electronic properties, high stabilities and processabilities. They serve both as immobilization matrices for biorecognition elements and as transducers in biosensing devices. As an additional modification material, chitosan was participated in the construction of the proposed biosensor due to its promising properties such as excellent film formability, biocompatibility, biodegradability, and nontoxicity. Chitosan served as a great immobilization matrix together with the conjugated polymer and improved the stability and sensitivity of the biosensor. Multi-walled carbon nanotubes have also extensively used in electrochemical sensing devices since they improve the response performances of biosensors due to their superior electrochemical properties. Furthermore, they are also promising as supporting matrix materials while preserving the catalytic activity and stability of enzymes. From this point of view, by modifying a graphite electrode with a monomer via electropolymerization followed by casting with CHIT/MWCNTs solution, the proposed biosensor was fabricated having a good linear response for glucose between 0.01-0.75 mM with a detection limit of 0.032 mM and the sensitivity value of 63.76 μAmM-1cm-2. Moreover, the biosensor presented promising kinetic parameters with the KMapp value of 0.05 mM. For investigating the surface modifications, cyclic voltammetry and SEM techniques were utilized. Besides, in order to prove the applicability of the proposed biosensor, the system was tested with a commercial beverage sample. 68

Bu tez çalışmasında, günlük yaşantımızda sıklıkla kullanılan, yapılarında polimer içeren kozmetik ürünlerinden üç tip sıvı fondöten/krem (QW, LF ve BB krem kodlu örnekler) ile dört tip (farklı özellikleri olan sabitleyici/şekillendirici) saç spreyi üzerine odaklanılmıştır. Öncelikli olarak, kozmetik ürünlerde yaygın kullanılan beş farklı polimer belirlenmiş ve bu polimerlerin arasından (hacimsel) nano ölçekli oluşumlara yol açabilen polimetilsilseskuiokzan, polifenilsilseskuiokzan, feniltrimetikon, C 26-28 alkil dimetikon ve silikon elastomer reçine jel ile çalışmalar başlatılmıştır. Yapılan öncü çalışmalarda, bu polimerlerin nano ölçekli SAXS (Küçük Açı X-Işını Saçılması) analizleri yapısal değişimleri izlemede yol gösterici olmuştur. Saf polimerlerin kozmetik ürünlerde kullanım öncesi, yapı formlarında mevcut olan nano oluşumlarının morfolojileri (şekillenimleri), boyut bilgileri (jirasyon yarıçapları ve maksimum büyüklükleri) ile uzaklık dağılım fonksiyonları elde edilerek, 3B nano oluşumlarının ab-initio yapı modellemeleri yapılmıştır. İncelenen polimerlerden, küresele en yakın şekillenime sahip olan polimetilsilseskuiokzan (PMSQ), nano ölçekli yapı-özellik araştırmaları ile ilgili ayrıntılı çalışmalarda kullanılmak üzere seçilmiştir. Bu polimerin kozmetik kremlerin yapısal özellikleri üzerindeki etkisini incelemek üzere, iki farklı fondötene ve BB kreme farklı polimer katkılarında incelemeler yapabilmek üzere, 343 mg örnek için 0,4; 0,7 ve 1,2 mg (sırası ile % 0,12; 0,20 ve 0,35 kütlece katkı olacak şekilde) PMSQ eklenmiştir. PMSQ'nun diğer polimerlere göre tercih edilmesinin bir başka nedeni de, jel/krem formunda olan kozmetik malzemelerin içinde, bu polimerin makroskopik görüntüyü ve homojen yapıyı bozmayacak şekilde mevcut yapıda çözünerek, miktarının kolayca artırılabilmesi olmuştur. Polimer miktarı artırılarak ve artırılmadan (kontrol grubu olarak) hazırlanan örnekler X-ışını saçılma deseni oluşturmayan alt taşlar üzerine ve deri malzeme üzerine ince film formunda uygulanarak, bu malzemelerin SAXS ve WAXS (Küçük - Geniş Açı X-Işını Saçılması) analizleri yapılmıştır. Elde edilen SAXS (~1-100 nm ölçeğinde) ve WAXS (~1-3 Å ölçeğinde) verileri kullanarak yapısal incelemeler gerçekleştirilmiştir. Ayrıca bu örneklerin SEM ölçümleri de yapılarak, polimer miktarındaki artışının meydana getirdiği yapısal değişiklikler mikroskopik ölçekte de takip edilebilmiştir. Polimer katkılama artışına en iyi yanıtı veren LF kodlu fondöten ile BB krem kullanılarak hazırlanan film formundaki örnekler bu kez 1-4 hafta aralığında yaşlandırılmaya bırakılmış ve örneklerin SAXS analizleri Tayvan Ulusal Sinkrotron Işın Merkezi (NSRRC) de gerçekleştirilmiştir. SAXS analizleri ile elde edilen, nano oluşum uzaklık dağılım fonksiyonlarının, üç boyutlu yapılarda uzun erimlerde homojen dağılımın önemli bir göstergesi olduğu, SEM görüntülerinden elde edilen kısa erimli uzaklık dağılım fonksiyonlarına göre, çok daha doğru ve gerçekçi bulgular içerdiği de yarı-deneysel analizler ile gösterilmiştir. Bu aşamaya kadar yapılan analizlerde polimer artışına en elverişli olan yani, 3B nano morfolojilerin nanokompozit formuna uygun şekil, boyut ve uniform dağılım bilgileri veren, LF kodlu malzemeler olmuştur. Bundan sonraki analizlerde bu örnek üzerine yoğunlaşılarak, yapıları kontrol altına alınan polimer katkısındaki artışın yapı-özellik üzerine etkilerini incelemek üzere, antibakteriyel analizler ve UV soğurucu etkiler incelenmeye başlanmıştır.Sonuçta, film formundaki LF kodlu fondötenin artan PMSQ polimer katkısıyla antibakteriyel özelliklerinin geliştirilebildiği bulgusuna ulaşılmıştır. E.coli ve S.aureus bakterilerine ait artan polimer katkısı ile biyofilm oluşumunun önüne geçilebildiği belirlenmiştir. Ayrıca bu grup için UV optik geçirgenlik ve yansıtma ölçümleri de yapılmış ve 0,4 mg PMSQ katkılama ile elde edilen kozmetik malzemenin UV yansıtma özelliğinin ~% 15 artırıldığı , UV geçirgenlik özelliğinin ise ~% 40'lara kadar azaltılabildiği sonucuna ulaşılmıştır. Aynı örnek grubunun FT-IR analizleri de yapılmış ve PMSQ miktarındaki artış ile moleküller ölçekte yapılarda değişimlerin olup olmadığı da incelenmiştir.İkinci kozmetik ürün grubu olarak, farklı özelliklere sahip dört saç spreyi ile çalışılmıştır. Bu spreyler, 25-35 yaş grubu bayan donörlerden alınan farklı (düz sarı, düz kumral, düz siyah ve kıvırcık kahverengi) formlardaki saç örnekleri üzerine uygulanmış ve yapısal analizler SAXS yöntemi ile başlatılmıştır. Nano oluşum morfolojileri küresele en yakın olan `düz sarı` ve `düz kumral` saç örneklerine moleküler yapı farklılıklarını incelemek üzere FT-IR analizleri de yapılmıştır. Mikroskopik analizler ise SEM (Taramalı Elektron Mikroskopisi) ve EDXS (Enerji Dispersiv X-Işınları Spektroskopisi) yöntemleri ile tamamlanmıştır. Bu grup için elde edilen en önemli bulgu şu şekilde özetlenebilir. Saç spreylerinde kullanılan kimyasal bileşenler, işlevlerini gerçekleştirirken saçın moleküler yapısında çok büyük değişiklik oluşturmamasına rağmen, nanoskopik yapısında (özellikle melanin yapıda) büyük değişikliklere yol açabilmiştir. Bu bulgu, nanoskopik analizlerin kozmetik endüstrisinde mutlaka kullanılması gerekliliğinin bir göstergesidir. Bu tez çalışması ile ilk kez belirlendiği üzere, SAXS analizleri ile elde edilen 3B ab-initio yapı modellemeleri melanin yapıyı izlemede rahatlıkla kullanılabilir. Bu çalışma ile ilk kez SAXS yöntemi ile, saçın yapısında mevcut olan melanin (nanoglobular) formlarının doğal ortamlarında 3B modellemeleri yapılabilmiştir. Kozmetik ürünlerde yaygın olarak kullanılan polimerlerin ve diğer makromoleküler yapıların bir araya gelmesi ile nano ölçekte ortaya çıkan nano oluşumların kendiliğinden (self-assembled) düzenlenmesi ile yapı-özellik ilişkilerinde çok farklı sonuçlar ortaya çıkabilmektedir. Yani kozmetik endüstrisinde nano ölçekte ciddi yapı kontrollerinin yapılması çok yerinde olacaktır. Bu çalışma kapsamında, polimer kullanım oranlarındaki küçük değişikliklerin bile, nanoskopik yapı farklılıklarına yol açtığı, bu nano ölçekli yapısal farklılıkların da antibakteriyel özellikleri geliştirmesi ve UV koruyucu kalkan etkisini artırması gibi, biyofiziksel özelliklerde de etkili olduğu ortaya çıkarılmıştır. Özetle, bu tez çalışması sonucunda, kozmetik endüstrisinde polimer malzemelerin kullanımının optimum oranlarda belirlenmesinin gerekliliği ve yapı-özellik ilişkilerinin moleküler boyuttan başlayarak nano, mikro ve makro boyuta kadar daha ciddi biçimde incelenmesi gerekliliği açıklanmıştır. In this thesis, three types of liquid foundation / cream (QW, LF and BB cream coded samples) and four types (have different properties of fixative / styling) hair spray which are used frequently in our daily lives and include polymeric cosmetic products, are focused on.Firstly, five different polymers commonly used in cosmetic products were identified, and studies were initiated with polymethylsilsesquioxane, polyphenylsilsesquioxane, phenyltrimethicone, C 26-28 alkyl dimethicone, and silicone elastomer resin gel, which could lead to (volumetric) nanoscale formations. Before the use of pure polymers in cosmetic products, the morphology (configurations), dimensional information (radius of gyration and maximum magnitudes) and distance distribution functions of the nano formations present in the structure forms were obtained and ab-initio structure models of 3D nanostructures were performed.Among the investigated polymers, polymethylsilsesquioxane (PMSQ), which has the closest shape to the spherical, was selected for using in detailed studies on nanoscale structure-property investigations. In order to examine the effect of this polymer on the structural properties of cosmetic creams, 0,4; 0,7 and 1,2 mg PMSQ was added (with % 0,12; 0,20 ve 0,35 mass percentage) to two different foundation and BB cream to perform different polymer amounts. Another reason why PMSQ is preferred over other polymers is that in cosmetic materials in gel / cream form, the amount of this polymer can be easily dissolved by dissolving it in the existing structure without disturbing the macroscopic appearance and homogeneous structure.SAXS - WAXS (Small - Wide Angle X-Ray Scattering) analyzes of the samples prepared by increasing the amount of polymer and without increasing as control group were applied in thin film form both on the substrates which do not form X-Ray scattering pattern and on the skin material were made. Structural investigations were performed using the obtained SAXS (~ 1-100 nm scale) and WAXS (~ 1-3 Å scale) data. SEM measurements of these samples were also carried out to observe the structural changes caused by the increase in polymer doping on a microscopic scale. Samples in film form prepared using LF coded foundation and BB cream which gave the best response to increase in polymer dopped were allowed to aged for 1 to 4 weeks and SAXS analyses of samples were performed at Taiwan National Synchrotron Radiation Research Center (NSRRC). Obtained by SAXS analysis, nano formation from the distribution functions of the homogeneous distribution in the long range in the three - dimensional structure is an important index, compared to the short range from distribution functions derived from the SEM images, as it contained more accurate and realistic results are presented semi-empirical analysis.In this analysis, LF-coded materials, which provide the shape, size and uniform distribution information suitable for the nanocomposite form of 3D nano morphologies, were the most suitable for polymer increase. In the following analyzes, by focusing on this sample, antibacterial analysis and UV absorbing effects were started to examine the effects of the increase in the doping of polymer under the control of the structures on the structure-property.As a result, it was found that the antibacterial properties of LF coded foundation in film form could be improved by increasing PMSQ polymer doping. It was determined that biofilm formation can be prevented by increasing polymer doping for E.coli and S.aureus bacteria. In addition, UV optical transmittance and reflectance measurements were made for this group and it was concluded that the UV reflectivity of cosmetic material obtained by adding 0,4 mg PMSQ was increased by ~ 15 % and the UV transmittance property could be reduced to ~ 40 %. FT-IR analyzes of the same sample group were also carried out and the increase in PMSQ concentraston and the changes in the structures in the molecular scale were examined.As the second group of cosmetics, four hair sprays with different properties were studied. These sprays were applied to hair samples of 25-35 years old female donors in different forms (straight yellow, straight auburn, straight black and curly brown) and structural analyzes were started with SAXS method. FT-IR analyzes were also performed to examine the molecular structure differences of the `straight yellow` and `straight auburn` hair samples whose nanostructural morphologies were closest to the spherical. Microscopic analyzes were completed by SEM (Scanning Electron Microscopy) and EDXS (Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy) methods.The most important finding for this group can be summarized as follows. Although the chemical components used in hair sprays do not cause a major change in the molecular structure of the hair while performing their functions, they can lead to major changes in the nanoscopic structure (especially melanin structure). This finding is an indication of the necessity of using nanoscopic analyzes in the cosmetic industry. As determined for the first time in this thesis, 3D ab-initio structure models obtained by SAXS analysis can be used easily to monitor melanin structure. In this study, for the first time, 3D modeling of melanin (nanoglobular) forms present in the structure of the hair can be made by SAXS method. It was also determined that the polymers used in hair sprays directly affect the spray properties.With the combination of polymers and other macromolecular structures commonly used in cosmetic products, self-assembled clusters (nano-formations) on the nano scale can produce very different results in structure-property relationships. In other words, it would be appropriate to carry out serious structure controls at the nano scale in the cosmetic industry. According to this study, it was found that even small changes in the usage of polymer amounts caused nanoscopic structure differences and these nano-scale structural differences were also effective in biophysical properties such as improving antimicrobial properties and increasing UV protective shield effect.In summary, as a result of this thesis, the necessity of both determining the use of polymer materials in the cosmetic industry at optimum ratio and examining the structure-property relationships from molecular to nano, micro and macro dimensions seriously have been explained. 136

Bu çalışmanın amacı, termoset kompozit uygulamalarında kullanılacak karbon fiberlerin ıslanabilirliğini ölçen hızlı bir metod geliştirilmesidir. Bu kapsamda, karbon elyafların elektrik iletebilme yeteneği kullanılmıştır. Karbon elyafları ıslatması ve bu ıslatmanın ölçülmesi için oda sıcaklığında sıvı olan bir çeşit epoksi reçine kullanılmıştır. Çalışmada karbon elyafların direnç oluşturduğu bir devre kurulmuştur. Reçine ile ıslanan karbon elyafların oluşturduğu akım artışı, reçine içerisine farklı oranlarda eklenen ıslatma ajanlarının oluşturduğu akım artışı ve reçinenin karbon elyaf üzerinde oluşturduğu temas açısı ve yayılma hızı incelenmiştir. Ayrıca, elyafları iyi ıslanan ve elyafları iyi ıslanmayan iki prepreg oluşturulmuştur. Bu iki örnekten tomografi (mikro CT) çekimi yapılmıştır. Tomografi görüntüleri ile prepreglerin elektrik iletkenlikleri arasında korelasyon sağlanmıştır. Çalışma sonucunda, reçine ile ıslanan karbon elyafın iletkenliğinin arttığı, reçine içerisine ilave edilen ıslatma ajanlarının iletkenliği arttırdığı dolayısı ile ıslanabilirliği iyileştirdiği gözlenmiştir. The aim of this study is to develop a rapid method to measure the wettability of carbon fibers to be used in thermoset composite applications. In this context, the ability of carbon fibers to conduct electricity was used. A type of epoxy resin, which is liquid at room temperature, was used to wet and measure carbon fibers. In this study, a circuit in which carbon fibers form resistance has been established. The flow increase of the carbon fibers wetted with the resin, the increase in the flow of wetting agents added to the resin in different proportions, and the contact angle and spreading rate of the resin on the carbon fiber were investigated. In addition, two prepregs are formed, the fibers of which are well wetted and the fibers are not well wetted. Tomography (micro CT) was performed from these two samples. There was a correlation between tomography images and electrical conductivity of prepregs. As a result of the study, it was observed that the conductivity of the carbon fiber wetted with the resin increased and the wetting agents added to the resin increased the conductivity, thus improving the wettability. 87

Petrokimya ürünü, doğada bozunmayan plastiklerin kullanımının artması ekolojik sisteme zarar vermektedir. Poli(laktik asit) (PLA); bu hasarı minimum düzeye indirerek, hem yenilenebilir hem de biyouyumlu oluşuyla ticari olarak oldukça gündemde olan bir polimerdir. Çoğunlukla gıda ambalaj filmleri, poşetler ve kaplarda kullanılsa da biyomedikal cihazlarda; kemik vidası, kateter ve doku iskelesi gibi in-vivo uygulamalarında da talep edilmektedir. Bu çalışmada PLA'nın nispeten düşük mekanik özelliklerini, termoplastik poliüretan (TPU) ile iyileştirip hem biyouyumlu hem de iyi mekanik ve fiziksel özelliklere sahip tabakalı kompozitler oluşturulmuştur. PLA/TPU kompozitlerinin üretilmesi, karakterize edilmesi; bu tabakalı yapıların biyouyumluluk ve biyobozunur özellikleri ve son olarak sahip olduğu şekil hafıza davranışları incelenmiştir. Biyouyumlu yapılar biyomedikal alanlarda şekil hafızalı polimerler (ŞHP) olarak karşımıza çıkabilmektedir. Damar içi cihazlar, ameliyat iplikleri gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Bu yüksek lisans tez çalışmasında literatürde ilk kez tabakalı yapıdaki PLA/TPU ŞHP'lerin geliştirilmesi ve vücut içerisinde kullanımı hedeflenmektedir. İki, üç ve dört katmanlı olarak hazırlanan PLA/TPU kompozitleri, 65°C programlama sıcaklığında programlanmıştır. 40°C, 50°C ve 65°C'de şekil sabitlenme ve şekil geri kazanım özellikleri incelenmiştir. Ayrıca belirli yükler altındaki şekil hafıza davranışları da incelenmiş; tabaka sayısı ve sıcaklığın artmasıyla daha iyi şekil hafıza özelliği gösterdiği sonucuna varılmıştır. 65°C'de ise en ideal şekil hafıza davranışı gözlemlenmiştir. Tabakalı yapıları bir arada tutan yapıştırıcının dayanımı soyma testi ile ölçülmüştür. Yapıştırıcı ile PLA'nın benzer yüzey enerjilerinden dolayı daha etkili bir yapışma sağladığı gözlemlenmiştir. Vücut içerisinde kullanılması hedeflenen tabakalı yapılara L-929 fibroblast hücre hattı ile hücre kültürü çalışmaları yapılmış ve PLA/TPU tabakalarının ve yapıştırıcının, biyouyumlu olduğu ve herhangi bir toksik etki göstermediği sonucuna ulaşılmıştır. The increase in the use of petrochemical products and non-degradable plastics damages the ecological system due to their end-of-life by products. Poly (lactic acid) (PLA), a renewable, biodegradable and biocompatible linear aliphatic polyester, can be a good candidate to replace with petroleum based polymers for commercial applications. PLA is mostly used in food packaging films, bags, containers, and also in biomedical devices such as bone screw, catheter and intravenous applications. Biocompatible structures can be seen in biomedical areas as shape memory polymers (SMPs). Intravenous devices are used in many areas such as surgical sutures. In this study, the relatively low mechanical properties of PLA were improved by using thermoplastic polyurethane (TPU) in layered assembly, in which a biocompatible adhesive was used, being both biocompatible and having shape memory. PLA/TPU composites prepared in double, triple and quarted layers are programmed at 65°C. Shape fixation and shape recovery properties were investigated at 40°C, 50°C and 65°C. Shape memory behaviours under certain loads were examined. Moreover, the morphology and mechanical properties of the layered structures were analysed. The number of layers and the increase of the temperature showed better shape memory properties. The strength of the adhesive is measured by peeling test. A more effective adhesion has been observed with the PLA side. Cell culture studies were carried out with L-929 fibroblast cell line to the layered structures intended to be used within the body. It was concluded that PLA/TPU layers and adhesive were biocompatible and did not show any toxic effects. 90

Yenilebilir filmler ve kaplamalar, gıda güvenliğinin arttırılmasında gün geçtikçe daha fazla kullanım alanı bulan alternatif gıda ambalajlama uygulamalarıdır. Yenilebilir filmler gıdaları, fiziksel, kimyasal ve biyolojik bozulmalardan koruyarak, bu ürünlerin kalitelerini arttırmakta, raf ömürlerini uzatmakta ve güvenliğini arttırmaktadırlar. Bu tez çalışmasının ilk kısmında, glutensiz yenilebilir filmler, farklı oranlarda mısır nişastası (temel biyopolimer) ve jelatinin yanısıra temel plastikleştirici olarak gliserol, ko-plastikleştirici olarak ise tribütil sitrat (TBC) ve triizodesil sitrat (TIDC ) kullanılarak kuru proses (ekstrüzyon işleme) yöntemiyle hazırlanmış, fiziksel, mekanik, termal, optik, morfolojik ve bariyer özellikleri açısından karakterize edilmişlerdir. Film formülasyonunda jelatin miktarı artışının, hem TBC hem de TIDC kullanılan filmlerde mekanik dayanımı, termal stabiliteyi ve filmlerin yüzey hidrofobisitesini arttırdığı, bariyer özelliklerinde ise iyileşme sağladığı gözlenmiştir. Bunun yanı sıra TIDC kullanılan film formülasyonlarıyla elde edilmiş glutensiz yenilebilir filmlerin TBC ile formüle edilmiş yenilebilir filmlere göre bariyer özelliklerinin daha iyi olduğu bulunmuştur. Glutensiz yenilebilir filmlerden % 5 ve % 20 jelatin içeren TBC ve TIDC' li filmler, tez çalışması kapsamında üretilen diğer yenilebilir filmlere göre daha iyi bariyer özellik göstermeleri, daha iyi yayılmaları ve yenilebilir film inceliğinde üretilebilmeleri gibi çeşitli avantajlara sahip olmaları nedeniyle tez çalışmasının ikinci kısmında glutensiz kurabiyelerin sarılmasında kullanılmışlardır. Çalışmanın ikinci kısmında, seçilen formülasyonda üretilen glutensiz yenilebilir filmler ile glutensiz kurabiyeler sarılmış ve 84 günlük depolama boyunca glutensiz kurabiyelerin kalite parametrelerinde (ağırlık kaybı, renk, doku, peroksit sayısı ve pH) meydana gelen değişiklikler incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, glutensiz kurabiyelerin glutensiz yenilebilir filmlerle sarılması, glutensiz kurabiyelerin depolama süresince kalitelerini iyileştirmiştir. Edible films and coatings are one of the alternative food packaging applications that find increasing application area day by day to improve food safety. Edible films protect foods from physical, chemical and biological deteriorations, improve their quality, increase their shelf-life and safety. In the first part of this thesis, gluten-free edible films formulated with corn starch (main biopolymer), gelatin, glycerol (main plasticizer), tributhyl citrate (TBC ) and triisodecyl citrate (TIDC ) (co-plasticizers) were prepared by dry process (extrusion) and characterized in terms of physical, mechanical, thermal, optical, morphological and barrier properties. Increase in gelatin concentration in edible film formulation provided increase in tensile strength, thermal stability and surface hydrophobicity and improvement in barrier properties which was valid for both TBC and TIDC added edible films. Moreover, the barrier properties of gluten-free edible films formulated with TIDC had better barrier properties than gluten-free edible films formulated with TBC. Gluten-free edible films formulated with 5 % gelatin, TBC; 20 % gelatin, TBC; 5 % gelatin, TIDC; 20 % gelatin, TIDC were used in the second part of the study to wrap the gluten-free cookies because of their superior barrier properties, appropriate thickness and spreadability. In the second part of the study, changes in quality parameters (weight loss, color, texture, peroxide value and pH) of gluten-free cookies wrapped with selected gluten-free edible films were monitored during 84 days storage. According to the results, wrapping of gluten-free cookies with gluten-free edible films improved the quality of gluten-free cookies during storage. 87

Doğal kauçuk (NR), mekanik özelliklerinin iyi olması, yapışkanlığı, yüksek elastikiyeti, yüksek yırtılma direnci ve düşük ısı birikimi sayesinde oldukça geniş kullanım alanına sahiptir. Bununla birlikte, ana zincirinde yer alan yüksek doymamışlık nedeni ile oksijen ve ozon dayanımının az olması, NR esaslı hamurlarda antioksidan kullanımını zorunlu kılar. Doğal kauçuğun oksidatif bozunması zaman içinde malzemenin performansının kötüleşmesinin yanında fiziksel ve mekanik özelliklerinin de değişmesine neden olur. Doğal kauçuğun korunmasında kullanılan temel antioksidanlar amin esaslı ve fenolik sentetik antioksidanlardır. Bunların üretimleri sırasında sebep oldukları çevresel problemlerden dolayı başta Avrupa ülkeleri olmak üzere çok sayıda ülkede üretimleri terkedilmiştir. Sentetik antioksidanlara yakın performans gösteren doğal muadillerinin bulunması için çok sayıda araştırma yapılmaktadır. Özellikle doğal kauçuğun korunmasında kullanılan en yaygın sentetik antioksidan 2,2,4-trimetil-1,2-dihidrokinolindir (TMQ). Bu çalışmada, alternatif bir doğal antioksidan olan kınanın, TMQ yerine kullanılabilirliği, doğal kauçuğun etkin (EV) ve konvansiyonel (CV) vulkanizasyon sistemleri için karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Sentetik antioksidan içeren NR hamurlarının reolojik, mekanik ve yaşlanma özellikleri, aynı amaçla farklı oranlarda kına kullanılan NR hamurları ile karşılaştırılmıştır. Hazırlanan vulkanizatların çaprazbağ yoğunluğu ve ısı etkisinde gerilme-durulma (stress-relaxation) davranışları sıcaklık taramalı gerilme-durulma (TSSR) testleri ile aydınlatılmıştır. Kına, kükürtlü vulkanizasyon sistemi ile pişirilen doğal kauçuk esaslı malzemelerde alternatif ve doğal bir antioksidan olarak başarılı şekilde kullanılabilmiştir. Malzemenin kısa ve uzun dönem yaşlanma davranışları üzerinde pişirme sisteminin oldukça etkili olduğu görülmüştür. Bu etki, farklı vulkanizasyon sistemleri için çaprazbağ kararlılığında gerçekleşen değişkenliğe bağlanmıştır.Anahtar Kelimeler: Antioksidan, Doğal Kauçuk, Kına, Yaşlanma. Natural Rubber (NR) has been used in lots of applications which require high flexibility and good mechanical properties. However, poor resistance against to ozone and oxygen is a drawback for NR. Oxidative aging of NR leads to the deterioration in the physical and mechanical properties. Using various antioxidants during compounding is common way to improve the aging resistance and so service life of NR. In rubber and tire industries, the most widespread used antioxidants are phenolic and amine based synthetic antioxidants and 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline (TMQ). However, synthetic antioxidants cause some environmental problems during their production processes; like the other rubber compounding ingredients, antioxidants tend to be replaced by natural alternatives. In this study, henna has been evaluated as a natural antioxidant in NR based rubber compounds for efficient (EV) and conventional (CV) vulcanization systems.Performance of henna was evaluated in terms of rheological, mechanical and aging properties of henna containing compounds. Aging properties were also investigated for short and long term thermal aging experiments. Temperature scanning stress relaxation (TSSR) tests were performed for understanding the relation between antioxidant type and vulcanization system by means of crosslink density and relaxation behaviour of the materials. It has been concluded that, henna could be used as a powerful alternative antioxidant for sulphur vulcanization of natural rubber matrix. Short and long term performances of henna were also found to be related to vulcanization system. This variation has been attributed to crosslink stability for different vulcanization systems.Keywords: Antioxidant, Natural Rubber, Henna, Aging. 94

Polimerik mikropartiküllerin, literatürde araştırıldığında özellikle endüstride birçok uygulama alanı mevcuttur. Yüzeyi fonksiyonlandırılmış polimerik mikropartiküller yüzey kimyasının aktif kullanılabilmesine önem arz etmektedir. Poli(4-vinilbenzil klorür) polimeri aktif -Cl grubundan dolayı yüzey kimyasına elverişli bir polimerdir ve farklı kullanım alanları ile dikkat çekmektedir. Tiyazolotiyazoller ise çeşitli uygulamalarda kullanılabilirliği söz konusu olduğundan son yıllarda yoğun bir şekilde araştırılan konular arasındadır. Tiyazolotiyazoller ile fonksiyonlandırılmış polimerik mikropartiküllerin ilginç optik ve kimyasal davranış sergileyeceği bilmektedir. Bu çalışmada 2,5-di(piridin-4-yl)tiyazolo[5,4-d]tiyazol kondenzasyon reaksiyonu ile sentezlenerek ATR-IR ve 1H-NMR spektroskopileri ile karakterize edilmiştir. Poli(4-vinilbenzil klorür) küresel mikropartikülleri heterojen polimerizasyon yöntemi ile sentezlenerek hem in-situ hem de post-modifikasyon yöntemleri ile 2,5-di(piridin-4-yl)tiyazolo[5,4-d]tiyazol molekülü ile modifiye edilerek, floresan özellik sergileyen mikropartikülleri hazırlanmıştır. Bu mikropartiküller kullanılarak Ag+, Au3+, Pb2+ metal katyon çözeltilerinden; çözelti ortamında metal nanopartikül, yüzeyde ise metal mikropartikül sentezleri gerçekleştirilerek TEM, SEM, UV-Vis spektrofotometre ve XRD analizleri ile karakterizasyonları sağlanmıştır. Polymeric microparticles have been found in many fields of application in the literature and industry. The surface functionalized polymeric microparticles are important because of their active usages in surface chemistry. The poly(4-vinylbenzyl chloride) is a suitable polymer for surface chemistry due to the active -Cl groups and attracts attention for its different valuable applications. Thiazolothiazoles have been used extensively in recent years because of their usefulness in various applications. Polymeric microparticles functionalized with thiazolothiazoles are reported to have interesting optical and chemical behaviors. In this study, 2,5-di(pyridin-4-yl)thiazole[5,4-d]thiazole has been synthesized by condensation reaction and characterized by ATR-IR and 1H NMR spectroscopies. Poly(4-vinylbenzyl chloride) spherical microparticles exhibiting fluorescent properties are synthesized by the heterogeneous polymerization method and modified by 2,5-di(pyridin-4-yl)thiazole[5,4-d]thiazole molecule with bothe in-situ and post-modification methods. By using these microparticles, metal nanoparticles in dispersing aqueous media and metal microparticles on the surface of dispersed polymer microparticles have been synthesized from Ag +, Au3+, Cd2+, Pb2+ cations and characterized by TEM, SEM, UV-Vis spectrofotometer and XRD analyzes. 69

8-Hidroksikinolin metal iyonlar ile reaksiyona girerek kompleksler oluşturabilen ve metakrilik asit fonksiyonel polimerler sentezlemek için yaygın olarak tercih edilmektedirler. 8-Metakriloksikinolin (MAQ) monomeri, metakrilik asidin 8-hidroksikinolin ile reaksiyonu sonucu elde edildi ve 1H NMR ve ATR-IR analizi ile karakterize edildi.Nanokristaller (NC), şekil ve boyut kontrolü ile özellikleri değişebilen kristallerdir. Bu nanokristallerin farklı alanlarda uygulamaları için farklı ligantlar ve polimerler ile yüzey modifikasyonları gerçekleştirilmiştir.MAQ monomerinden elde edilen poli(8-metakriloksikinolin) (PMAQ) CdSe, CdSe/CdS ve PbSe nanokristallerin kaplaması, onların enkapsülasyonu ve toksisitelerini azaltmak amaciyla bu çalışmada başarıyla kullanılmıştır. PMAQ küresel mikropartiküller süspansiyon polimerizasyonu yöntemi ile santezlendi ve boyut olarak 500 nm ile 1 µm aralığında olup ve SEM analizi ile tesbit edilmiştir. Kuantum noktacıklar CdSe, CdSe/CdS ve PbSe sıcak injeksiyon yöntemi ile sentezlendi ve TEM analizi ile monodispers oldukları ve boyut tayini yapıldı ve optik özellikleri ise UV-Vis analizi ile incelendi.Sonuç olarak PMAQ@CdSe, PMAQ@CdSe/CdS çekirdek/kabuk ve PMAQ@PbSe mikropartikülleri sentezlendi ve kuantum noktacıkların mikroparkiküller içinde olmasının tespiti için konfokal mikroskop analizleri yapıldı ve kuantum noktacıkların PMAQ mikropartiküllerin içine gömülü olduğu tespit edildi. Mikropartiküllerin toksisitelerini karşılaştırmak için sitotoksisite analizi yapıldı ve PMAQ@CdSe/CdS mikropartikülleri en düşük ve PMAQ@CdSe en yüksek toksisiteye sahip olması tespit edildi. PMAQ@CdSe/CdS en düşük toksisiteye sahip olmasının nedeni kuantum nanokristallerin çekirdek/kabul (CdSe/CdS) yapıya sahip olmasıdır.Anahtar Kelimeler: nanokristaller, CdSe, CdSe/CdS, PbSe, 8-metakriloksikinolin, nanokristal modifikasyonu 8-Hydroxyquinoline can form complexes by reacting with metal ions, and methacrylic acid is widely preferred for synthesizing functional polymers. The 8-Methacryloxyquinoline (MAQ) monomer was obtained by reaction of methacrylic acid with 8-hydroxyquinoline and was characterized by ATR-IR and 1H NMR analysis.Nanocrystals change their properties with their shape and size-controlled. Surface modifications have been made with different ligands and polymers for the application of these nanocrystals in different areas.Poly (8-methacryloxyquinoline) (PMAQ) obtained from 8-methacryloxyquinoline (MAQ) monomer has been successfully used in this study for coating of CdSe, CdSe/CdS, and PbSe nanocrystals, encapsulation and reduce the toxicity of them. PMAQ spherical microparticles were synthesized by suspension polymerization method in size from 500 nm to 1 µm and were determined by SEM analysis. Quantum particles CdSe, CdSe/CdS, and PbSe were synthesized by hot injection method, and their monodispersed and size were determined by TEM analysis, and their optical properties were examined by UV-Vis analysis.As a result, PMAQ@CdSe, PMAQ@CdSe/CdS core/shell, and PMAQ@PbSe microparticles were synthesized, and confocal microscopy analyzes were performed to determine the presence of quantum particles in the microparticles and it was determined that the quantum nanoparticles were embedded in the PMAQ microparticles. Cytotoxicity analysis was performed to compare the toxicity of microparticles and it was determined that PMAQ @ CdSe/CdS microparticles had the lowest toxicity and PMAQ@CdSe had the highest toxicity. PMAQ@CdSe/CdS has the lowest toxicity because the quantum nanocrystals have a core/shell (CdSe/CdS) structure.Keywords: nanocrystals, CdSe, CdSe/CdS. PbSe, 8-methacryloxyquinoline (MAQ), modification of nanocrystals 98

In recent years, the importance of cast iron has increased considerably in the metallurgy and materials science. Unlike the primary generation cast iron, a new class of spheroidal cast iron emerged at the end of the 20th century, called the second generation. These materials, called solid solution strengthened ferritic ductile iron (SSF), which is reinforced by solid solution, have become a material class which is very advantageous for metallurgical industry as it is cheaper than steel and has high elongation values as well as being ductile, yet not as complex as steel's chemical structure. In this thesis, it was aimed to find out the suitable chemical composition for the production of EN-GJS-600-10 material, which is one of the new generation of spheroidal cast iron materials that not yet been widely produced, for the purpose of providing mechanical properties given in corresponding standards, and then to modify the surface of this material with a suitable polymer to render it resistant to corrosion and abrasion in use in industries such as the defense industry. The new generation ductile spheroidal cast iron material was obtained by mixing 16 different elements such as iron (Fe), silicon (Si) manganese (Mn), carbon (C), and magnesium (Mg) with appropriate ratios. These elements were assembled at various amounts and in the end; optimum ratios were determined to meet the criteria defined in the standards for both chemical composition and mechanical properties. Production of the prepared cast iron material is not widespread in the world. Industrial production is not yet optimized in our country. In the scope of the thesis, significant results were obtained in terms of surface modification against corrosion and preparation of new generation metallic alloy having 16 elements in its chemical composition, being cheaper and lighter than steel, and yet having properties approaching to those of it. Surface modification is a frequently used method to obtain the surface properties desired in academic and industrial studies. In particular, modification of the metal surfaces against corrosion is essential for their use in many applications. In the scope of the thesis, epoxy resin formation was provided on metal surfaces by step-growth polymerization method and the resistance of these surfaces against corrosion was investigated. Corrosion tests have shown remarkable resistance to corrosion on metal surfaces. Ethylene glycol, alcohol type of 5 monomers studied, failed to demonstrate the desired performance in surface modification. The weakest resistance amongst the 4 amine type monomers was found in the presence of ethylene diamin (EDA), a diamin. Resins synthesized using -tri, -tetra and -penta, in particular -tetra and -penta, amines presented better barrier properties against corrosive gas, liquid or dissolved species by preventing the diffusion of these species thorough the bulk of the polymer matrix. The main reason for this is that the chain length between the cross-links is shorter and/or the free volume voids between the cross-links are filled more densely, depending on the high branching, and thus higher barrier properties are obtained. Significant results have been obtained demonstrating the importance of proper adjustment of the stoichiometric ratio between the monomers used in step-growth polymerization in order to obtain a corrosion resistant resin. Di-epoxy:amin monomer ratio of 2:1 showed higher resistance to corrosion among the formulations used for the synthesis of resin samples except for those prepared using EDA. 2:1 mole ratio may have caused a denser cross-linking in the resin structure and may have increased barrier properties by shortening the chain lengths between the cross-links. At the end of the corrosion test, no blistering was detected in any of the surfaces by microscopic examination of metallic surfaces. This is an important finding in terms of the durability of the surface coating as blisterization increases the corrosion by causing the paint to swell on the surfaces. As a corrosion inhibitor, the effect of benzotriazol (BTA) was investigated and the results were indicated that BTA had a positive effect on corrosion prevention. BTA is thought to form a thin layer on the metal surface and/or clusters in the bulk of the resin which act as barrier-like structures. The metallic materials developed within the scope of this thesis are thought to be important for our country, especially for defense industry, and to have economic value. It is thought that the part of the thesis related to the preparation of anti-corrosive polymeric coating is important especially in terms of presenting some basic criteria. Son yıllarda dökme demirlerin önemi metalurji ve malzeme bilimi sektöründe oldukça artmıştır. Birincil nesil dökme demirlerden farklı olarak, 20. Yüzyılın sonlarında ikinci nesil adı verilen, yeni bir sfero dökme demir sınıfı ortaya çıkmıştır. Katı çözelti ile güçlendirilmiş ferritik sfero dökme demir (solid solution strengthened ferritic ductile iron, SSF) olarak adlandırılan bu malzemeler, yüksek mukavemete dayanımının yanı sıra yüksek uzama değerleri de göstererek çeliğin kimyasal yapısı kadar kompleks olmayan, çelik benzeri özellikler taşıyan, işleme kabiliyeti yüksek, metalurji sektörü için oldukça avantajlı ve üretimi çeliğe nazaran ucuz olan bir malzeme sınıfı haline gelmiştir. Bu tez çalışmasında yeni nesil sfero dökme demir malzemelerinden biri olan ve üretimi henüz yaygınlaşmamış olan EN-GJS-600-10 kodlu malzemenin kimyasal bileşimini, standartta verilen mekanik test değerlerini sağlayacak şekilde oluşturmak ve sonrasında savunma sanayi gibi sektörlerde kullanımında korozyona ve aşınmaya karşı dirençli hale getirmek için uygun bir polimer malzemeyle yüzeyini modifiye etmek amaçlanmıştır. Tez çalışması kapsamında hazırlanan sünek özelliklere sahip yeni nesil sfero dökme demir malzeme, başta demir (Fe) olmak üzere, silisyum (Si), mangan (Mn), karbon (C), magnezyum (Mg) gibi toplam 16 farklı elementin uygun oranlarda karıştırılması ile elde edilmiştir. Bu elementler farklı oranlarda bir araya getirilmiş ve neticede hem kimyasal bileşime hem de mekanik özelliklere yönelik olarak standartlarda tanımlanan kriterleri karşılayacak optimum oranlar tespit edilmiştir. Hazırlanan dökme demir malzemenin dünyada üretimi yaygın değildir. Ülkemizde ise endüstriyel üretimi henüz optimize edilmemiştir. Tez çalışması kapsamında, çelikten daha ucuz ve daha hafif ancak çelikle benzer mekanik özellikler gösteren, yapısında 16 element içeren metal malzemelerin hazırlanması ve yüzey özelliklerinin modifikasyonu ile korozyon ve aşınmaya dayanıklı hale getirilmeleri adına önemli sonuçlar elde edildiği düşünülmektedir. Yüzey modifikasyonu, akademik ve endüstriyel çalışmalarda ihtiyaç duyulan yüzey özelliklerinin elde dilebilmesi için sıklıkla başvurulan bir yöntemdir. Özellikle, metalik malzemelerin korozyona karşı yüzeylerinin modifiye edilmesi pek çok uygulamadaki kullanımları açısından zaruridir. Tez kapsamında, metal yüzeylerde basamaklı polimerizasyon yöntemi ile epoksi reçine oluşumu sağlanmış ve korozyona karşı yüzeylerin dirençleri araştırılmıştır. Korozyon testleri, metal yüzeylerde dikkat çekici düzeyde korozyona karşı direncin sağlandığını göstermiştir. Çalışılan 5 monomerden alkol türündeki etilen glikol yüzey modifikasyonunda istenen performansı gösterememiştir. 4 amin monomer içinde en zayıf direnç bir diamin olan etilen diamin (EDA) varlığında tespit edilmiştir. -Tri, -tetra ve -penta (bilhassa -tetra ve -penta) aminler kullanılarak sentezlenen reçinelerin bariyer özelliklerinin daha iyi olduğu; korozif gaz, sıvı ve çözünmüş türlerin polimer matrisi boyunca iç kısımlara doğru difüzyonuna engel olarak metalin korozyona uğramasına karşı daha şiddetli direnç gösterdiği kanaatine varılmıştır. Bunun temel sebebinin çapraz bağlar arasındaki zincir uzunluklarının daha kısa olması ve/veya yüksek dallanma oranına bağlı olarak çapraz bağlar arasındaki serbest hacim bölgelerinin daha sık doldurulması ve böylece daha yüksek bariyer özelliklerinin elde edilmesi olduğu düşünülmüştür. Basamaklı polimerizasyonun gerçekleştirildiği monomerler arasındaki stokiyometrik oranın iyi ayarlanmasının, korozyona karşı dirençli bir reçine elde edilmesinde oldukça önemli olduğuna dair sonuçlar elde edilmiştir. EDA hariç diğer tüm numunelerde di-epoksi:amin momoner oranı 2:1 olan örnekler korozyona karşı daha yüksek direnç göstermiştir. 2:1 mol oranının, reçine yapısında daha sık çapraz bağ oluşumuna sebep olmuş olabileceği, çapraz bağlar arasındaki zincir uzunluklarının kısalması ile bariyer özelliklerinin artmış olabileceği düşünülmektedir. Korozyon testi sonrasında metalik yüzeylerin mikroskobik incelenmesi neticesinde yüzeylerin hiçbirinde blisterleşme tespit edilmemiştir. Bu durum, yüzey kaplamasının dayanıklılığını ve yüzeylerde boya kabarmalarına sebep olarak korozyonu attıran blisterleşmenin olmadığını göstermesi açısından önemli bir bulgudur. Bir korozyon inhibitörü olarak Benzotriazol’ün (BTA) korozyona etkisi incelenmiş; BTA’nın korozyonu önlemede olumlu bir etki yarattığına yönelik sonuçlar elde edilmiştir. BTA’nın metal yüzeyde ince bir tabaka oluşturduğu ve/veya reçine içerisinde BTA moleküllerinin bir araya gelip kümelenerek bariyer benzeri yapılar oluşturmuş olabileceği düşünülmektedir. Tez kapsamında geliştirilen metalik malzemelerin, başta savunma sanayi olmak üzere ülkemiz için önem arz ettiğine ve ekonomik değere sahip olduğuna inanılmaktadır. Anti-korozif polimerik kaplamanın hazırlanması ile ilgili kısmın özellikle bazı temel kriterlerin ortaya konulması açısından önem arz ettiği düşünülmektedir.

Son yıllarda, çevre kirliliğinin, küresel ısınmanın ve petrol bazlı ürün fiyatlarının artması gibi sebeplerden biyokompozitler araştırma ve uygulamalarda dikkat çekmektedir. Poli(laktik asit) yenilenebilir malzemelerden üretilen, iyi mekanik özelliklere sahip alifatik bir polyesterdir. Ancak uygulama alanına ve üretim yöntemlerine göre bazı dezavantajları vardır. Bu dezavantajları ortadan kaldırmak için proses kolaylaştırıcılar ve bazı takviye edici elemanlar kullanılmaktadır. Nanofibrile edilmiş selüloz (NFC); esnek, birbirine dolanmış ve uzunluğu 10 ile 100 nm arasında değişen selüloz nanoliflerinden oluşan yeni nesil bir nano-takviye malzemesidir. Selülozun hidrofilik yapısı nedeniyle, nanofibrile edilmiş selülozun apolar yapıdaki çoğu polimerde homojen dağılımı mümkün değildir. Bu yüzden, NFC'nin modifikasyonu gereklidir. Bu çalışmada, farklı silan bağlayıcılar ile modifiye edilmiş NFC'nin plastikleştirilmiş poli(laktik asit) (PLA) matris içindeki dağılımı mikroskopik olarak incelenmiş, elde edilen nanokompozitlerin özellikleri çekme testi, diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve reometre ile karakterize edilmiştir. Numuneler eriyik harmanlama tekniğiyle hazırlanmıştır. PLA'yı plastikleştirmek amacıyla poli(etilen glikol) kullanılmıştır. Deneysel parametre olarak silan türleri, aminosilan, vinil silan ve kloro silan, NFC konsantrasyonu ve plastikleştirici konsantrasyonu ele alınmıştır. NFC dağılımı ile mekanik ve termal özellikler arasındaki korelasyon incelenmiştir. Çekme testi sonucunda üç farklı silan ile modifiye edilmiş PLA/PEG/NFC nanokompozitlerinin özelliklerinin iyileştiği görülmüştür. Özellikle vinil silan ile modifiye edilmiş NFC nanokompozitlerinin mekanik özellikleri daha yüksektir. SEM görüntüleriyle homojen dağılımın gerçekleştiği anlaşılmıştır. DSC analizleri nanokompozitlerin kristallenme yüzdelerinin saf PLA'ya göre arttığını göstermektedir. Reoloji bulguları ile NFC dağılımı arasında korelasyon elde edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Nanofibrile Edilmiş Selüloz, Nanokompozit, Poli(laktik asit), Silanlama. In the recent years, biocomposites have attracted great attention due to increasing environmental pollution, global warming and rising prices of petroleum-based products. Poly(lactic acid) (PLA) is an aliphatic polyester with good mechanical properties that is produced from renewable materials. However, there are some disadvantages such as low toughness, low rate of crystallization, low hydrolytic stability. Process enhancers and some reinforcing agents are used to eliminate these disadvantages. Nano-fibrillated cellulose (NFC) is a flexible, intertwined cellulose nanofibers with fibril-lengths ranging from 10 to 100 nm. Due to the hydrophilic nature of the polysaccharides, the direct compounding of NFC in PLA is not possible since the distribution of NFC will be non-homogenous. Therefore, NFC modification is a necessity. In this study, the silane modified NFC reinforced plasticized PLA was prepared. Poly(ethylene glycol) (PEG) was used to plasticized PLA. The morphological, thermal, mechanical and rheological properties of composites were investigated. All the samples were prepared with a laboratory scale of twin-screw extruder. Type of silane coupling agent (amino-silane, vinyl-silane and chloro-silane), concentration of NFC and concentration of plasticizer were considered as experimental parameters. The mechanical, thermal, rheological and morphological properties have been investigated. The tensile properties of PLA/PEG/NFC nanocomposites were improved in the presence of silane coupling agents. The homogeneous distribution was monitored by SEM images. DSC results showed that crystallization percentages of nanocomposites were higher than that of pure PLA. The correlation between the rheology and the NFC distribution was obtained.Keywords: Nanofibrillated Cellulose, Nanocomposite, Poly(lactic asid), Silanation. 95

Sıcak eriyik yapıştırıcılar (hot melt adhesives, HMA) medikal, tekstil, otomotiv, ambalajlama gibi hızlı üretim gerektiren süreçler basta olmak üzere çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Uygulama sonrası ömrünü tamamlayan ürünler ve bu ürünlerde kullanılan HMA'lar ayrıştırma proseslerine uygun olmadığı için artan taleple beraber zamanla çevre kirliliğine neden olmaktadır. Bu sebeple çevreyle dost hammaddelerin geliştirilmesi ihtiyacı doğmuştur. Maliyetinin düşük olması, biyo-bozunur ve yenilenebilir olması, termoplastik nişastayı (TPS) bu alanda öne çıkarmaktadır. Bu çalışmanın amacı, TPS'in yapışma özelliklerini ve işlenebilirliğini geliştirecek hammaddeler kullanılarak hazırlanan HMA karışımlarının mekanik, morfolojik, reolojik ve termal açıdan özelliklerinin incelenmesidir. Çalışmada TPS'in HMA olarak özelliklerini iyileştirebilecek çeşitli katkılar ile farklı oranlarda karışımlar hazırlanmıştır. Karışımlar için çift vidalı bir laboratuvar ekstrüderi kullanılmıştır. Hazırlanan karışımlar alüminyum ve MDF gibi yüzey özellikleri farklı susbtratlara uygulanarak yapışma performansı incelenmiş, buna göre iyi olan 5 karışım (TPS/sitrik asit (CA), TPS/poli(laktik asit) (PLA), TPS/heksil sitrat (HS), TPS/jelatin (Jel), TPS/poli (vinil alkol) (PVA)) belirlenmiş, bu karışımların katılaşma süreleri, yapışma dayanımı, kopma davranışları, termal özellikleri, işlenebilirlik yönünden referans olan etilen vinil asetat (EVA) esaslı HMA ile kıyaslanmıştır. Optik mikroskop ile polimer karışımların kopma biçimleri incelenmiştir. Buna göre hem alüminyum substratta hem de MDF'de adhesif ve kohesif kopma davranışı birlikte görülmüştür. TPS/PVA10 ve TPS/CA5 karışımlarının TPS'in reolojik özelliklerini geliştirdiği ve EVA esaslı HMA'ya benzer bir reolojik davranış sergilediği anlaşılmaktadır. Hazırlanan HMA karışımlarının TPS'in ısıl özelliklerini iyileştirdiği gözlenmiştir. Genel olarak TPS esaslı karışımlara ek hammaddelerin ilave edilmesi ile yapışma performanının geliştirilip, geniş uygulama potansiyeline sahip olabileceği düşünülmektedir. Hot melt adhesives (HMA) are used in a variety fields, such as medical, textile, automotive, packaging, and other rapid manufacturing processes. Since HMA based products that complement the life span are not suitable for separation processes, they are causing environmental pollution with increasing demand. For this reason, environmentally friendly raw materials need to be developed. The fact that thermoplastic starch is low cost, biodegradable and renewable makes it an important raw material in this respect.The purpose of this work is to examine the mechanical, morphological, rheological and thermal properties of new HMA blends which improve the adhesion and processability of thermoplastic starch (TPS). These blends were prepared by mixing TPS with various raw materials at different ratios in a laboratory type double screw extruder. The prepared blends were applied to substrates that have different surface energies such as aluminum and MDF, and their adhesion performance was examined and then the best 5 blends (TPS/citric acid (CA), TPS/poly (lactic acid) (PLA), TPS/hexyl citrate (HS), TPS/gel, TPS/poly (vinyl alcohol) (PVA)) were selected. The selected blends were compared with the reference HMA which based ethylene vinyl acetate (EVA) in terms of solidification times, shear strength, breaking behavior, thermal properties, workability. The fracture modes of polymer blends were examined by optical microscope and scanning electron microscopy (SEM). In both aluminum and MDF substrates, adhesive and cohesive fracture behaviors were seen together. It was found that TPS/ PVA10 and TPS/CA5 blends improved the rheological properties of TPS and exhibited similar rheological behavior to EVA-based HMA. Also, it has been observed that the prepared HMA blends improve the thermal properties of TPS. In general, the addition of different raw materials to TPS based HMAs can improve the adhesion performance and can have a wide application potential. 118

daha sonra doldurulacaktır daha sonra doldurulacaktır. 113

Bu çalışmada temel amaç, askorbik asit (AA) varlığında dopamin (DA) tayininde kullanılmak üzere yeni modifiye elektrotların hazırlanmasıdır. Bu amaçla camsı karbon elektrotların yüzeyi poli(3,4-etilendioksitiyofen) (PEDOT), polioksometalat (POM) katkılı PEDOT, poli(9-amino floren) (P9AF) ve poli(9-floren karboksilik asit) (PFCA) ile elektrokimyasal polimerizasyon yöntemi kullanılarak modifiye edilmiştir. Modifiye elektrotlar çalışma elektodu olarak aşırı AA varlığında DA tayininde kullanılmıştır. Bu tayin için diferansiyel puls voltametri tekniği kullanılmıştır. Sonuçlar, PEDOT-POM elektrotların, PEDOT modifiye elektrotundakine kıyasla DA'nin akım cevabını arttırdığını göstermiştir. pH'ın POM'ların performansına etkisi değerlendirilmiştir.P9AF ile modifiye edilmiş camsı karbon elektrotlar kullanılarak AA varlığında DA'nin oksidasyonu da bu çalışmada araştırılmıştır. P9AF ile modifiye edilmiş elektrotun AA ve DA'nin oksidasyon potansiyelini pH=4 ve pH=5 ftalat tampon ortamlarında ayırabileceği bulunmuştur. Diğer taraftan, PFCA ile modifiye edilmiş GC elektrot farklı tampon çözeltilerde AA ve DA için iyi ayrılmış oksidasyon potansiyelleri sergilemiştir. pH=4'te 15 mM AA varlığında DA'nin tespit limiti, 0.03 mM ile 1.5 mM derişim aralığında 5.2 µM olarak hesaplanmıştır. Önerilen elektrotun kuru ortam koşullarında üç gün boyunca saklandığında hala yüksek kararlılığa sahip olduğu gözlenmiştir. Dopamin enjeksiyon solüsyonunda DA tayini için iyi geri kazanım değerleri ile tatmin edici sonuçlar elde edilmiştir In this study, the main goal was to prepare new modified electrodes to be used in the dopamine (DA) determination in the presence of ascorbic acid (AA). For this purpose, the surface of glassy carbon electrodes (GCE) were modified with poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), polyoxometalate (POM) doped PEDOT, poly (9-amino fluorene) (P9AF) and poly(9-fluorene carboxylic acid) (PFCA) by using electrochemical polymerization method. The modified electrodes were used as a working electrode in the presence of excess AA in DA determination using differential pulse voltammetry (DPV). The results showed that PEDOT-POM electrodes enhanced the current response of DA compared to that of PEDOT modified electrode. The effect of pH on the performance of POMs was evaluated. Electrochemical oxidation of DA in the presence of AA on glassy carbon electrode modified with P9AF was also investigated. It was found that modified electrode with P9AF can separate the oxidation potential of AA and DA at pH=4 and pH=5 phthalate buffer media. On the other hand, PFCA modified GC electrode exhibited well-separated oxidation potentials for AA and DA in different buffer solutions. The limit of detection of DA in the presence of 15 mM AA at pH=4 was calculated as 5.2 µM in the concentration range from 0.03 mM to 1.5 mM. It was observed that the proposed electrode still has high stability when stored at dry ambient conditions for three days. Satisfactory results with good recovery values were obtained for the determination of DA in dopamine injection solution. 118

Günümüzde, kimyasal ve biyokimyasal üretim sektöründe yüksek saflıkta moleküller elde etmek için maliyeti düsük ve kısa sürede sonuç veren ileri teknoloji sentez ve gelismis arıtma yöntemleri gerekmektedir. En önemli metotlardan biri, membranlarda geçirgenliği ve seçiciliği arttırmaya yönelik fonksiyonel polimerler kullanmaktır. Akıllı membranlar pH, sıcaklık, iyonik kuvvet, ısık, elektrik alan ve manyetik alan gibi çevresel değisimlere karsı fizikokimyasal özelliklerini değistirirler. Bu çalısmada, membranların geçirgenliğini ve seçiciliğini arttırmak adına, buhar biriktirme yöntemleri ile farklı ayrıstırma membranlarını tasarlamak ve üretmek hedeflenmistir. Uyarıya duyarlı polimerler, geçirgenliği kontrol etmek ve salınım kinetiğini ayarlamak amacıyla membranların fonksiyonlanması için kullanılmıstır. Birinci bölümde, gözeneksiz, asırı-ince, genis alanlı, desteksiz fonksiyonel membranlar gelistirilmistir. Farklı boyut ve kutupsallıktaki model boya moleküllerinin ayrısmasında, membran geçirgenliği ve seçiciliğini kontrol etmek için gözenek boyutu ayarlanmıstır. Đkinci kısımda, hibrit membranlar, AAO sablonlu gözeneklerin akıllı polimerler kullanılarak modifiye edilmesi ile üretilmistir. Membranlar ve makromoleküller arası sekil, boyut ve yük etkilesimleri, farklı pH değerlerindeki membran gözenek boyutu kontrolü ile elde edilen membran seçiciliğinde en önemli faktörlerdir. Đki farklı pH yanıtlı, çift taraflı Janus membranları, protein moleküllerinin membrane boyunca akısının kontrolü için geçit membranı olarak gelistirilmistir. Anahtar sekilli konformal olmayan kaplamalar, protein difüzyonunun asit ortamına bağlı olarak protein engellenmesi, geciktirilmesi ve salınımı ile kontrol edilmesini sağlamıstır. Ek olarak, nanokanalların sekli, proteinlerin membranlar ile ayrıstırılmasında bir diğer kritik faktördür. Simetrik silindirik ve asimetrik konik sekilli fonksiyonlandırılmıs nanokanallar, protein akısı ve ayrıstırılmasını kontrol etmek amacıyla gelistirilmistir. Son olarak, eksi yüklü ve yüksüz membranlar, aynı boyutlu fakat farklı yüklü iki proteinin ayrıstırılması için pH duyarlı polimerler ile üretilmistir. Today, state-of-the-art synthesis and advanced purification at a reasonable price and in a short time is necessary to reach the high purity of molecules in chemicals and biochemical manufacturing industry. One of the most important methods is to use functional polymers in order to increase the permeability and selectivity of commonly used membranes. Smart membranes change their physicochemical properties in response to changes in their environment such as pH, temperature, ionic strength, light, electric and magnetic fields. The main goal of this thesis is to design and prepare different types of separation membranes via vapor polymerization methods to improve the permeability and selectivity of the membranes. Stimuli responsive polymers are used to functionalize the membranes for triggered control of permeation and tuning of the release kinetics. In the first chapter, nonporous, ultra-thin large area free-standing functional membranes are developed. The mesh size is tuned to control the permeability and selectivity of the membranes for separation of model dye molecules with different size and polarity. In the second part, hybrid membranes are produced by modifying AAO template pores using smart polymers. Shape, size and charge interactions between the membranes and macromolecules are the key factors in controlling the membrane selectivity via changing the membrane pore size at different pH values. Double-sided Janus membranes with two different pH responses are developed as gating membranes to control the flow of the protein molecules through the membrane. The key-shaped non-conformal coatings allow to control protein diffusion by blocking, delaying and releasing protein depending on the acidity of the medium. Furthermore, the shape of the nanochannels is another critical factor in separation of proteins by membranes. Membranes with symmetric cylindrical and asymmetric conical functionalized nanochannels are developed to control the protein flux and separation. Finally, negatively charged and neutral membranes are fabricated to separate two proteins with the same size but different charges using pH responsive polymers. 108

Bu tez çalışmasında, deniz suyunda eser miktarda bulunan uranyum iyonlarının geri kazanımında kullanılacak, amidoksim grubu içeren aşılanmış dokumasız pamuk kumaşlar, plazma ile başlatılan aşı polimerizasyonu yöntemi kullanılarak akrilonitril (AN) aşılanması ile hazırlanmıştır. Aşı polimerizasyonunu gerçekleştirebilmek amacıyla optimum plazma muamele koşullarının belirlenmesi için uygulanan güç ve plazma muamele süresi gibi farklı parametrelerle çalışılmıştır.Aşılama derecesini arttırmak için plazma ile muamele edilmiş dokumasız pamuk kumaşların AN ile aşılanması farklı reaksiyon sıcaklıklarında (40, 60 ve 70oC) ve farklı derişimlerde %10(w/w), %30(w/w), %50(w/w) ve %70(w/w), hazırlanan emülsiyon çözeltileri 24 saat aşılama sürelerinde gerçekleştirilmiştir. Uranyum iyonlarına seçici adsorbent malzeme hazırlanması amacı ile, optimum şartlarda elde edilen AN aşılanmış dokumasız pamuk kumaş yapısında bulunan nitril grupları, hidroksilamin ile modifiye edilerek amidoksim gruplarına dönüştürülmüştür. AO grubu içeren modifiye edilmiş dokumasız pamuk kumaş adsorbentin U(VI) iyonları adsorpsiyonu için pH, adsorpsiyon kinetiği ve başlangıç derişimi etkisi çalışılmıştır. Optimum pH 6.00 ortamında U(VI) iyonu adsorpsiyonunun 90 dakikada dengeye geldiğini ve 250 ppm U(VI) çözeltisinden adsorplanan miktarın 530,46 mg U(VI)/g adsorbent olduğu bulunmuştur. Uranil iyonlarını adsorplamış dokumasız pamuk kumaşların desorpsiyon çalışması %3 HNO3 ile gerçekleştirilmiş ve U(VI) iyonlarını yaklaşık %100'ü desorbe edilmiştir. Tekrar kullanılabilirlik çalışmaları sonucunda U(VI) iyonları adsorpsiyonunun beş adsorpsiyon desorpsiyon döngüsü boyunca korunduğu gözlenmiştir. Ayrıca 10 mL deniz suyu ile adsorpsiyon çalışması yapılmış ve 24 saat sonunda adsorpsiyon miktarı 0,17 mg U(VI)/g adsorbent olarak tespit edilmiştir.Dokumasız pamuk kumaş, AN aşılanmış, AO grubu modifiye edilmiş ve U(VI) iyonu adsorplamış dokumasız pamuk kumaşların kimyasal yapıları, yüzey morfolojileri ve termal özellikleri, FTIR, XPS, SEM, EDX ve TGA teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. In this thesis, amidoxime group containing nonwoven cotton fabrics were prepared by grafting with acrylonitrile (AN) using plasma-induced graft polymerization method for the recovery of uranium ions in trace amounts from seawater. Different parameters such as power applied and plasma treatment time were studied to determine optimum plasma treatment conditions in order to perform graft polymerization. The experiments were carried out by applying three different plasma powers (60, 80 and 100 watts) and three different treatment periods (3, 5 and 10 min) in the plasma process. Grafting of AN onto nonwoven cotton fabrics by using plasma-induced graft polymerization were carried out in emulsion solutions at different reaction temperatures (40, 60 and 70°C) and different concentrations (10% (w/w), 30% (w/w), 50% (w/w) and 70% (w/w)) for 24 h to increase the degree of grafting of AN. For the preparation of uranyl ion selective adsorbent, the nitrile groups in the AN grafted nonwoven cotton fabric was converted to amidoxime groups by using hydroxylamine. Desorption of uranyl ions from nonwoven cotton fabrics was performed by using %3 HNO3 and nearly 100% of U (VI) ions were desorbed. Five adsorption desorption cycles were obtained as a result of reusability studies. The adsorption amount was determined as 0,17 mg (VI)/g adsorbent from 10 mL of seawater for 24 hours. The chemical structures, surface morphology and thermal properties of nonwoven cotton fabric, AN grafted, AO group modified and U (VI) adsorbed nonwoven cotton fabrics were characterized by using FTIR, XPS, SEM, EDX and TGA techniques. 103

Endüstriyel atıkların geri kazanımı dünya genelinde her geçen gün üzerinde daha çok durulmaya başlanan bir konudur. Kauçuk esaslı atıkların temel kaynakları arasında otomotiv ve taşımacılık endüstrileri en büyük payı oluşturmaktadır. Atık lastikler ise bu gruplar arasında yer alan en büyük bileşendir. Atık lastiklerin öğütme ve/veya modifikasyon sonucu kullanıldığı çok sayıda ikincil uygulama alanı mevcuttur. Bununla birlikte, bu atığın en verimli geri kazanım yöntemi, yine lastik hamurlarında kullanımının sağlanmasıdır. Geri kazanılmış atık lastik tozlarının yeni kauçuk hamurlarının üretiminde kullanılması, sürdürülebilirliğin sağlanması açısından büyük bir öneme sahiptir.Bu çalışmada, atık lastiklerin öğütülmesiyle elde edilen lastik tozlarının yeni hazırlanan referans lastik hamurlarında kullanılabilirliği değerlendirilmiştir. Her biri farklı öğütme tekniği ile elde edilen üç lastik tozu, lastik üretiminde kullanılan beş farklı referans hamur bileşimine %3 ve %9 oranlarında ilave edilmiştir. Elde edilen hamurların reolojik özellikleri, fiziko-mekanik özellikleri, morfolojileri ve dinamik-mekanik özellikleri değerlendirilmiştir. Su jeti yöntemi ile öğütülen atıklardan elde edilen tozların yüzey morfolojileri diğer yöntemlere kıyasla önemli avantajlar sergilemiş, lastik üretiminde kullanılan yeni hamurlara %9'a kadar katılmasının, hamur özelliklerini sadece tolere edilebilir düzeylerde etkilediği görülmüştürSeri kompanze edilmiş iletim hatlarında empedansa dayalı geliştirilmiş temel algoritmaların yeterli olmadığı, bu duruma özel algoritmaların gerekliliği bir uygulama ile gösterilmiştir. Bu özel algoritmalar incelenerek kısaca özetlenmiştir. Buradan hareketle, iletim hatlarında seri kompanzasyon durumunu dikkate alan performansa dayalı yeni bir arıza yeri tespiti algoritması bu tez kapsamında geliştirilmiştir. Recycling of industrial waste is a subject that has begun to focus more on the worldwide. Automotive and transportation industries are the biggest share among the main sources of rubber-based waste. Waste tyres are the largest compund amoung these groups. There are a number of secondary application areas where waste tyres are used after grinding and/or modification. However, the most efficient recycling method is to use them in fresh rubber compounds. The use of recycled waste tyre powder in the production of new rubber compounds has a great importance of ensuring sustainability. In this study, the usability of rubber powders obtained by grinding waste tyres in prepared new reference tyre compounds was evaluated. Three rubber powder types, each of them being obtained by different grinding technique, were incorporated as 3% and 9% concentrations in five different reference tyre compounds. Rheological, physico-mechanical, morphological, and dynamic-mechanical properties of the prepared compounds were evaluated. The morphology of rubber powders obtained by using waterjet technique exhibited significant advantages compared to other techniques. The surface morphologies of powders obtained from waterjet technique showed significant advantages compared to other methods and it was observed that utilization of this powder adding up to 9% in new compounds affected compound properties only at tolerable levels. 79

Günümüzde yaşadığımız ortamlarda, yüksek gerilim hatları, haberleşme ve radar sistemleri, tıpta teşhis ve tedavi amaçlı kullanılan sistemler gibi pek çok uygulamaların neden olduğu radyasyon kirliliği gittikçe artmaktadır. Özellikle, havayolu ulaşımında etkin olan, uzaydan dünyamıza gelen (kozmik ışınlar başta olmak üzere) zararlı elektromanyetik dalga (EMD) ların varlığı, ozon tabakasındaki incelmenin artması ve var olan deliğin büyümesi vb. olumsuz gelişmeler, ileride insanoğlu için daha fazla zararlı EMD etkileri ile karşılaşılacağının da bir göstergesidir.Bu tür zararlı radyasyondan korunma amacının yanında, güvenlik amacı ile farklı EMD yalıtımlarının da yapılma istekleri, yeni EMD engelli malzemelerin geliştirilmesine yol açmaktadır. Bu tür teknolojik istekler sonucunda bazı tekstil firmaları, önemli Ar-Ge faaliyetleri gerçekleştirmeye başlamıştır. Bu öncü Ar-Ge çalışmaları sonucunda, organik/organometalik özellikler taşıyan, EMD engeli olabilen pek çok kompozit ve nanofiber malzemeden üretilmiş tekstil ürünleri, yüksek maliyetlerle tüketim piyasasına kazandırılmaktadır.Üniversitemiz, Fizik Mühendisliği Bölümü, SWAXS Araştırma Grubu'nda gerçekleştirilen bu tez çalışması ile öncelikle, tüketime sunulan EMD engeli tekstil ürünlerinin karmaşık yapıları nanoskopik ölçekte Small Angle X-ray Scattering (SAXS, küçük açı x-ışını saçılması) yöntemi ile incelenmiştir. Yapılan öncü çalışmalar ile, iki tip SG (Steel Gray) ve ST (Silver Twin) kodları ile tanımlanan tekstil ürünü üzerine odaklanılmıştır. Bu iki ürün seçilirken, EMD kalkan özellikleri ve antibakteriyel özellikleri en güçlü olan ürünler olmasına dikkat edilmiştir. Ayrıca, yüzey özelliklerinin polimer kaplama işlemlerine uygun olup olmadıkları da Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Ardından karbon nanotüp (CN) ve grafen ile katkılanmış sanayi tipi bir polimer olan plastomer (Plasti-Dip) malzemeler hazırlanarak, farklı oranlarda iki boyutlu (2B) ve 3B nano parçacıklar içerecek şekilde, CN ve grafenle katkılanarak tekstil ürünlerini kaplayacak forma getirilmişlerdir. Sanayi tipi kullanıma uygun, basınçlı sıvı kompozit tüpleri ile püskürtme yöntemi kullanılarak kumaş kaplama işlemleri yapılmıştır. Kaplama işleminden sonra, ara yüzey ve dış yüzey bilgilerini içerecek şekilde birkaç Angström büyüklükten, nanometre ve mikrometre ölçeklerine kadar yapılar incelenerek yapı-özellik ilişkileri kurulmaya çalışılmıştır. Yüzey ve ara yüzey yapı incelemelerinde, ağırlıklı olarak SAXS yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen kaplanmış kumaşların EMD ye karşı kalkan etkisi oluşturup oluşturmadıkları, Dalga Kılavuzu Metodu kullanılarak test edilmiştir. İnsan kullanımına doğrudan sunulabilecek bu malzemelerin sağlık açısından bir sorun oluşturup oluşturmayacaklarını belirlemek için de araştırmalar başlatılmış ve kaplama öncesi/sonrası kumaş biyo aktiviteleri incelenmiştir. Displinler arası bir çalışma olan bu tez kapsamında, Üniversitemiz, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü ve Fen Fakültesi, Biyoloji Bölümü bilim insanları ile iş birliği yapılmıştır. Çalışmanın sonucunda, bu tür tekstil malzemeleri ile ilgili ilk kez nano ölçekli yapısal Ar-Ge faaliyetleri gerçekleştirilerek, yapılan CN ve Grafen katkılı polimer kaplama işlemleri ile 8-13 GHz aralığında EMD kalkanlama özelliklerinin ve antibakteriyel etkilerin yapı ile ilişkilendirilebildiği nano kompozit ürünler elde edilebilmiştir. Grafen katkılı polimer kaplanan kumaşların yüzeyinde nano fraktal yapıların oluştuğu, CN katkılı kaplamalarda ise, Çekirdek-Kabuk Silindir (Core Shell Cylinder) formunda nano yapıların bulunduğu belirlenmiştir. Fraktal model ile yüzeye dağılan grafen nano oluşumlar, yüzey üzerinde daha pürüzsüz ve düzgün bir dağılımın elde edilmesine neden olmuş ve EMD kalkanlama özelliğinin, yüzeyin her bir noktasında daha uniform elde edilmesine katkıda bulunmuştur. ST kumaş üzerine yapılan kaplamalar hem CN, hem de grafen katkılamalar için çok daha düzgün ve homojen elde edilmiştir. Bu durum AFM ve EMD etkileşim testleri ile de doğrulanmıştır.%4 CN–SG tekstil ürününde, kaplamasız SG'ye göre, 11-13 GHz frekanslı EMD için soğurma en yüksek değerde olup, yansımanın da en az olması, bu malzemenin bu frekans bölgesinde görünmezlik çalışmalarında kullanılabileceğini göstermiştir. Kaplama işlemi ile soğurma değeri, 0,2 den 0,3'e artarak %50 oranında geliştirilmiştir. Ayrıca, 8-13 GHz aralığında geçirgenliğin en az olması, CN-SG nin SG ye göre kalkanlama özelliğinin de artırıldığının delili olmuştur. %4 Grafen–SG, 8,5-13 GHz aralığında EMD ler için kaplanmış kumaşın yansıtma özelliğinin en fazla, geçirgenliği ve soğurmasının ise en az olduğu belirlenmiştir. Kaplama işlemi ile geçirgenlik değeri 1,2 den 0,5'e düşerek %33 artırılmıştır. Yani başlangıç malzemesi olan SG ye göre daha iyi bir kalkanlama özelliği elde edilmiştir. %2 CN-ST malzemesi, 8-13 GHz aralığında, yansıtıcılığı en yüksek, soğurma ve geçirgenliği en düşük olması nedeni ile EMD kalkanı olarak önemli bir ürün olma özelliğine sahiptir. Kaplama işlemi sonrası geçirgenlik değeri 2,2 den 0,5'e düşerek %77 artırılmıştır. %2 Grafen-ST, 9,8-13 GHz aralığında daha az geçirgenlik göstermiş ve ortalama geçirgenlik değeri 2,8 iken 1,4 değerine düşerek %50 oranında kalkanlama özelliğindeki artışına neden oluştur. Bu ürünün aynı zamanda, Gr(+) mikroorganizma olan Staphylococcus aureus ve Gr (-) Escherichia coli üzerinde etkin bir biyoaktiviteye sahip olduğu da gözlenmiştir. CN katkılı ST malzemeler için CN katkılama oranı arttıkça, nano ölçekte Rg yarıçap değerlerinin (8,96 – 11,80 nm) ve oluşan küme boyutlarının (24,63 - 34,29 nm) arttığı belirlenmiştir. Bu çalışma sonucunda elde edilen en değerli ürün fiziksel, kimyasal ve biyolojik özellikler açısından %2 CN-ST malzemesidir. 8,96 nm yarıçaplı, homojen dağılımlı, nano globular parçacıklara sahip bu malzeme iyi bir EMD engeli olup aynı zamanda çok iyi bir mikroorganizma karşıtı özelliğe sahiptir. Nowadays, in the environment that we live, the radiation pollution caused by common applications such as high voltage power lines, communication and radar systems, systems used for diagnosis and cure in medicine increase every day. Especially, negative impacts like the existence of harmful electromagnetic waves (EMW) coming from space and effective on air transportation, the increasing thickness of the ozone layer and the expansion of the ozone hole etc. indicate that humankind will face much more harmful effects of EMW.In order to avoid these harmful effects of waves/radiation, some companies are carrying out important R&D activities on textile. Several textile products manufactured from composite and nanofiber materials which have organic, organometallic compounds and potential to prevent EMW. Textile products should be coated with polymer to avoid such disruptions and negative external impacts may occur during use which may disable the EMW shield.With this thesis study carried out in SWAXS Research Team of Hacettepe University Physics Engineering Department, at first, the complex structures of EMW shield textile products in the market were examined in nanoscopic scale with using Small Angle X-ray Scattering (SAXS). Pioneering work done with two types of a textile product as defined by the codes SG (Steel Gray) and ST (Silver Twin) focused on. When selecting these two products, we choosed the most powerful EMW shield and antibacterial properties products carefully. In addition, whether they are also suitable for the surface properties of the polymer coating operations, Atomic Force Microscopy (AFM) was determined using the method.Following those, coating studies were carried out by using a special plastomer (plastidip) doped with carbon nanotube and graphene which inside 2D and 3D nano particles. Prepared with graphene and carbon nanotubes at different rates into dissolved private polymer, a spray method was applied on textiles to coating.After coating, the change in textile products' EMW shield, structural changes in their interfaces and their surface were examined from Angstrom to nanoscale and then, from nanoscale to microscale. Mainly method was used SAXS for surface and inter surface structures. Then, were tested Waveguide Methods for changing coated textiles EMW shielding efficiency. These materials which can be directly available for human consumption were determined if they created a problem in terms of human health, bio activity before/after coating fabric.An interdisciplinary study within the scope of this thesis, we collaborated with valuable scientist of Department of Electrical and Electronics Engineering and Department of Biology of Hacettepe University.In the results of the study, for the first time such textile materials related to nano-scale structural R & D activities performed and polymer which doped CN and Graphene coating operations in the range 0-13 GHz made with the shielding properties and anti-bacterial effects can be associated with the structure of the nano-composite products could be obtained.Graphene-doped polymer-coated fabric on the surface of nano-fractal structures formed, on the other hand, CN-doped polymer-coated fabric on the surface of Core Shell Cylinder nano-structures have revealed. The formation of dispersed nano-graphene on the surface with the fractal model have caused to be obtained a uniform distribution on the surface smooth and EMW shielding has contributed to achieve more uniform at each point of the surface of the property.Coatings on ST fabrics for both grafene and CN were obtained much more smooth and homogeneous. In this case, it is verified by AFM and EMW interaction tests.%4 CN-SG textile products have the highest value for absorption for 11-13 GHz EMW has the highest value for absorption according to uncoated SG and has shown that have a minimum of reflection of the material used in the study of invisibility in the region of this frequency. Absorption value of the coated sample respect to uncoated one was increased from 0.2 to 0.3 and so, 50% development was obtained by coating.%4 Graphene–SG is a maximum reflectivity in the range of 8.5 to 13 GHz for EMW beside materials permeability and absorption are a minimum. So, SG is better shielding property which was obtained according to the starting material. Transmission value was increased from 1.2 to 0.5 with 33% development after the coating.%2 CN-ST material is high reflectance, low absorption and permeability in the range of 8 to 13 GHz. Therefore EMW shield has the distinction of being important as a product. Transmission value was decreased from 2.2 to 0.5 with 77% increasing after the coating. %2 Grafen-ST fabric materials are maximum reflectance, minimum absorption between in the range of 9.8 to 13 GHz and it is revealed that much less compared (from 2.8 to 1.4 with 50% increasing) to an uncoated fabric is permeable. At the same time, this textile products have effective bio-activity on Gr(+) Staphylococcus aureus and Gr (-) Escherichia coli microorganisms. It was determined that when CN doping rate of CN doped ST materials increased, Rg semi-diameter values (8.96 – 11.80 nm) and cluster size (24.63 – 34.29 nm) also increased at the nanoscale.The most valuable product obtained as a result of this study in terms of physical, chemical and biological properties was a 2% CN-ST material. 8.96 nm half-scale homogeneous dispersion of globular particles of the material is the best EMW shielding and also it has a very good anti-microorganism capability. 80

Geleneksel su arıtma yöntemleri genelde uzun süreli, düşük verimli, yüksek maliyetli olmaları ve uygulama zorlukları nedeniyle ihtiyacı yeterince karşılamamaktadır. Bu noktadan bakıldığında, yeni teknolojilerin geliştirilme ihtiyacı devam etmektedir. Dünya çapında yaygınlaşan mikro ve nano boyuttaki teknolojik ürün ve yöntemler geleneksel arıtma metotlarına alternatif olmaya adaydır. Bu çalışma da su kirliliğini oluşturan 4-nitrofenol (4-NP) bileşiğinin sudan giderilmesi için polimer destekli altın nanopartikül tabanlı bir sistem geliştirilmesi hedeflenmiştir.Bu amaçla, glisidil metakrilat (GMA) tabanlı mikropartiküller sentezlenmiş, bu sentezlenen partiküller boyut ve yüzey özellikleri açısından incelenmiştir. Gözenekli yüzey özelliğine sahip poli(glisidil metrakrilat-co-etilen glikol dimetakrilat) mikropartiküllerin (Poli(GMA-co-EDMA)) hem iç boşluklu yapısı hem de yüzeyi etilen diamin (EDA) ile modifiye edilmiş ve aminli yüzey özellikleri olan partiküllere ulaşılmıştır. Daha sonra, altın nanopartiküller sentezlenmiş ve aminli mikropartiküllere bağlanmıştır. 4-NP bozunmasında kullanılmak üzere polimer matriks destekli altın nanokatalizörler elde edilmiştir. Poli(GMA-co-EDMA) mikropartiküllerin karakterizasyonu için optik mikroskopla çıplak partikülün boyut dağılımı, taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri ve ligand bağlandıktan sonraki ligand içeriğini gösteren SEM görüntüleri alınmıştır. Altın nanopartikül bağlanmış mikropartiküllerin karekterizasyonunda ise partiküllerin SEM görüntüleri çekilmiş ve enerji dağılımlı x-ışını spektrometresi (EDX) ile de numune içerisindeki elementlerin yüzdelerine bakılmıştır. Sonuç olarak, polimer tabanlı altın nanopartikül bağlı katalizörlerin kesikli sistemde 4-NP gideriminde etkili olduğu görülmüştür. Conventional water treatment methods do not cover the needs due to their time consumption, low efficiency, and high costs and low usability. At this point of view, the necessity of the new technologies still exists. The worldwide spreading microtechnologies and nanotechnologies are good candidates for developing an alternative method for water treatment. In this study, a polymer supported gold nanoparticles based system is developed for the removal of a water polluting chemical 4 nitrophenol (4-NP). For this purpose, glycidyl methacrylate (GMA) microparticles were synthesized and characterized by their size and surface properties. The porous poly(glycidyl methacrylate-co-ethylene glycol dimethacrylate) (poly(GMA-co-EDMA) microparticles' surface and pores were modified with ethylene diamine (EDA) to obtain amine modified microparticle surfaces. Later, gold nanoparticles were synthesized and then, reacted with amine-modified microparticles to produce polymer supported gold nanoparticles for 4-NP degradation. For the characterization of Poly(GMA-co-EDMA) microparticles, light microscopy techniques were applied to the plain microparticles and plain and ligand conjugated forms of the particles were compared with scanning electron microscopy (SEM). Gold nanoparticle conjugated microspheres were also visualized with SEM and analyzed for chemical components via energy dispersive x-ray spectroscopy (EDX).In conclusion, the results of the experiments indicate that the polymer supported gold nanoparticles were successful in batch systems for 4- NP removal from water. 87

Elastomerik malzemelerin birçok özelliği çaprazbağ yoğunluğuyla alakalıdır. Çaprazbağ yoğunluğunun doğru hesaplanması devulkanizasyon başarısı, mekanik özellikler ve yaşlanma özelliklerinin tahmin edilmesini sağlar. Literatürde farklı temellere dayanan, birbirinden farklı çaprazbağ yoğunluğu tayin yöntemi bulunmaktadır. Bu çalışmada doğal kauçuk ve etilen propilen dien kauçuk için literatürde mevcut olan çaprazbağ yoğunluğu (CLD) ölçüm yöntemlerinin başarısı karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Yöntemlerin, kauçuk endüstrisinde büyük oranlarda kullanılan iki kauçuk tipi için üstünlük ve eksikliklerinin ortaya konulması hedeflenmiştir. Bu amaçla NR ve EPDM esaslı olmak üzere model iki hamur hazırlanarak farklı pişme düzeylerinde vulkanize edilmiştir. Örneklerin mutlak çaprazbağ yoğunluğu değerleri, şişme ölçümlerinden Flory-Rehner denklemi kullanılarak hesaplanan karşılıkları olarak alınmıştır. Performansları değerlendirilen diğer yöntemler gerilim-gerinim eğrilerinden faydalanarak Young Modülü ve Mooney-Rivlin çizimlerinden CLD hesaplanması, sıcaklık taramalı gerilim-gevşemesi (TSSR) yöntemi ile ölçüm, puls-NMR sisteminin kullanılması ile CLD hesabı ve diğer dinamik yöntemlerdir. Dinamik yöntemlerin temelinde DMA ve RPA ile lineer viskoelastik bölgede ölçülen denge depo modülü ölçümü esastır. CLD değerleri denge modülünden çıkılarak hesaplanmıştır.Tüm yöntemler ile pişme düzeyleri ile sistematik artışın gözlenebildiği, fakat ölçülen mutlak çaprazbağ yoğunluğu değerleri arasında önemli farklar olduğu görülmüştür. Ayrıca, kauçuk tipi de yöntemlerin performansını değiştirmektedir. NR için TSSR ve RPA, EPDM Mooney-Rivlin çizimlerinden elde edilen sonuçlar mutlak çaprazbağ yoğunluklarına en yakın sonuçları vermiştir. Many properties of elastomeric materials are related to the crosslink density. Accurate calculation of the crosslink density provides the prediction of devulcanization efficiency, mechanical properties and aging characteristics. In the literature, there are numerous methods for crosslink density determination. In this study, performance of the selected methods was evaluated for NR and EPDM based vulcanizates, comparatively. Advantages and weak points of the methods were demonstrated for two common rubber types used in the rubber industry. For this purpose, two model rubber compounds based on NR and EPDM were prepared and vulcanized at different cure levels. Absolute crosslink density values of the samples were taken as the responses calculated from the swelling measurements using the Flory-Rehner equation. Other methods for comparing the performances are CLD calculation using Young's modulus and Mooney-Rivlin plots using the stress-strain curves, CLD calculation using the pulse-NMR system, other dynamic methods and temperature scanning stress relaxation (TSSR) method. On the basis of dynamic methods, the measurement of the equilibrium storage modulus was measured in the linear viscoelastic region with DMA and RPA is essential. The CLD values were calculated by using the equilibrium storage modulus values.It has been observed that systematic increase with all methods and cure levels can be observed but there are significant differences between the values of the absolute crosslink density measured. In addition, the rubber type also affects the performance of the methods. TSSR and RPA are revealed as the most accurate methods whereas Mooney-Rivlin plots is for EPDM. 105

Bu çalışmanın amacı, halojensiz halkalı fosfazenler içeren polietilen (PE) ve polipropilen (PP) ile hazırlanmış poliolefin karışımlarının mekanik, fiziksel, termal ve alev geciktirici özelliklerini incelemektir. Polimer karışımlarının termal ve alev geciktirici özellikleri Diferansiyel Taramalı Kalorimetre, Termal Gravimetrik Analiz, Underwriters Laboratuvar Testi (UL-94), Sınırlayıcı Oksijen İndeksi ve Konik Kalorimetre testlerinin uygulanması sonucu incelenmiştir. Numuneler, mekanik testler ve Taramalı Elektron Mikroskobu ile karakterize edilmiştir. Halojensiz halkalı fosfazenler, hekzaklorosiklotrifosfazenden (HCTP) nükleofilik yer değiştirme reaksiyonları ile sentezlenmiştir. HCTP'nin fenol ve propil amin ile reaksiyonları neticesinde hekzafenoksisiklotrifosfazen (HPCTP) ve hekzakis(propilamino)siklotrifosfazen (HPACTP) sentezlenmiştir. Tezin ilerleyişinde, HPCTP ve HPACTP katkılarının ağırlıkça %10, %20 ve %30 derişimlerde eklenmesi ile PE ve PP karışımları hazırlanmıştır. Karışımlar karakterize edilmiştir. Alifatik yapıya sahip HPACTP ile hazırlanan karışımlar ile karşılaştırıldığında, PE-HPCTP ve PP-HPCTP karışım gruplarının her ikisinin de daha yüksek sınırlayıcı oksijen indeksi değerlerine sahip olmaları ve UL-94 ile konik kalorimetre testlerinde iyi performans göstermeleri HPCTP'nin aromatik yapısının bir sonucudur. Tüm alev geciktirici karışımlar arasında en iyi mekanik özelliklere sahip olan karışım, ağırlıkça %20 HPCTP ile hazırlanmış PP karışımıdır. The objective of this study is the analysis of mechanical, physical, thermal and flame retardant properties of polyolefin blends of polyethylene (PE) and polypropylene (PP) containing non-halogenated cyclic phosphazenes. The thermal and flame retardant characteristics of blends were tested by methods Differential Scanning Calorimetry, Thermal Gravimetric Analysis, Underwriters Laboratory Test (UL-94), Limiting Oxygen Index, and Cone Calorimeter tests. Finally, the samples were characterized by mechanical tests and Scanning Electron Microscopy. Non-halogenated cyclic phosphazenes were synthesized by using hexachlorocyclotriphosphazenes (HCTP) via nucleophilic substitution reactions. Cyclic phosphazenes of hexaphenoxycyclotriphosphazene (HPCTP) and hexakis(propylamino)cyclotriphoshazene (HPACTP) were produced following the reactions of HCTP with phenol and propyl amine, respectively. In the progress of the thesis, the blends of PE and PP with HPCTP and HPACTP were prepared by adding cyclic phosphazenes at 10%, 20% and 30% by weight. Blends were characterized accordingly. Aromatic structure of HPCTP is responsible for having high values of limiting oxygen index and good performances of UL-94 and cone calorimeter tests for both PE-HPCTP and PP-HPCTP blends in comparison to blends prepared with HPACTP which has an aliphatic structure. PP-HPCTP blend with 20% of HPCTP by weight is the best choice in terms of mechanical properties in all the flame retardant blends. 152

Son yıllarda artan plastik kullanımı ve bu kullanım sonucunda oluşan aşırı plastik atık miktarları, hem endüstriyel hem de akademik alanda bu atıkların azaltılmasına yönelik çalışmaların yapılmasını gerektirmiştir. Atık problemini azaltmak için petrol bazlı polimerlerin kullanımının azaltılıp, yerine biyobozunur polimerlerin kullanımını sağlamaya yönelik çalışmalar yapılmaya başlanmıştır. Çöp poşetleri doğada diğer atıklara karışmış halde bulunurlar ve ayıklanmaları tehlikeli, kirli ve geri kazanımı düşüktür. Bu nedenle, amacı atıkları tutmak olan ve doğaya atıldığında toplanması zor olan bu malzemenin saf polimer yerine geri kazanılmış ve biyobozunurluk özelliği sağlanmış bir malzemeden yapılması hem doğa hem de üreticinin maliyetini düşürmesi açısından uygun görülmüş ve bu tezin nihai amacı olarak düşünülmüştür. Çalışma kapsamında ülkemizde üretimi yapılabilen termoplastik nişasta(TPN) biyobozunur malzeme, ana matris olarak da geri dönüştürülmüş alçak yoğunluklu polietilen(LDPE) seçilmiştir. Literatür incelendiğinde LDPE/TPN karışımlarının uyumsuz oldukları ve bu uyumsuzluğu gidermek için farklı uyumlaştırıcıların etkilerinin incelendiği görülmüştür. Bu tez çalışması kapsamında da üç farklı uyumlaştırıcının LDPE/TPN karışımları üzerine etkileri incelenmiştir. Bunun için maleik anhidrit aşılı polietilen(PEgMAH), polietilen maleik anhidrit kopolimeri (PEMAH) ve maleik aşılanmış etilen propilen monomeri (EPMgMAH) uyumlaştırıcı olarak seçilmiştir. Karışımların, çekme ve darbe testleri ile mekanik özellikleri, FTIR ile kimyasal etkileşimi, DSC ile ısıl özellikleri. Reometre ile viskozite değişimi ve SEM analizleri ile de uyumlaştırıcıların karışım içinde dağılımı incelenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde PEgMAH ve EPMgMAH'ın LDPE/TPN karışımı için uyumlaştırıcı olarak kullanılabileceği ve karışımın kopmada uzama değerlerini iyileştirdiği görülmüştür. Sonuç olarak geri kazanılmış polietilen ve termoplastik nişasta karışımlarından uyumlaştırıcı kullanılarak biyobozunur çöp poşeti üretiminde kullanılabilecek bir karışım elde edilebileceği görülmüştür. In recent years plastic usage increased globally and various academic research conducted to tackle increasing waste problem. In order to decrease this waste problem, researchers focused on the usage of biodegradable polymers instead of the oil based polymers. Biodegradable polymers can degrade in a short time and can rejoin the life cycle of the earth. But, they cannot be used by themselves, in order to use them, they must be mixed with oil-based polymers. The blends are often not compatible with each other. They need a compatibilizer to reach desired properties. Garbage bag wastes are hard to collect, sometimes toxic and don't have enough value. Producing garbage bags with recycled biopolymers supports low cost and environment materials. For this study, thermoplastic starch is chosen as biodegradable polymer and low density polyethylene as main matrix. TPS/LDPE blends are immiscible. Three different compatibilizer was chosen for this study: maleic anhydride grafted ethylene propylene monomer (MAH-g-EPM), maleic anhydride grafted low density polyethylene (MAH-g-LDPE), polyethylene maleic anhydride copolymer(PEMAH). Mechanical, rheological and structural properties of the blends were tested. When the results are examined, it can be seen that PEgMAH and EPMgMAH can be used as compatibilizer for the LDPE/TPN blends. Besides, it was seen that the elongation at break values of the blends were improved by this type compatibilisers. As a result, a blend can be obtained which can be used in the production of biodegradable garbage bags by using a compatibilizer from a mixture of recycled polyethylene and thermoplastic starch. 74

Tez kapsamında, poli[(2-(N-morfolino)etil metakrilat)-ko-(glisidil metakrilat)] mikrojelleri, P(MEMA-GMA), poli[etilen glikol]-b-poli[(2-(N-morfolino)etil metakrilat) PEG-b-PMEMA stabilizörü varlığında sentezlenmiştir. PEG-b-PMEMA diblok kopolimer stabilizörü atom transfer radikal polimerizasyonu ile hazırlanmıştır. GMA komonomeri MEMA monomerin sulu ortamda emülsiyon polimerizasyonunda çapraz bağlayıcısı olarak davranmıştır. P(MEMA-GMA) mikrojelin sulu ortam davranışları ortamın pH, sıcaklık ve iyonik şiddet değişimine bağlı olarak incelenmiştir. Bir sonraki aşamada, P(MEMA-GMA) mikrojelin bünyesinde altın nanopartikül sentezi gerçekleştirilmiştir. Bu AuNPs içeren sistemlerin antibakteriyel etkinlik çalışmaları, gram pozitif ve gram negatif Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris, Enterococus feacalis, Klebsiella pneumoniae, Salmonella typhimirium, Micrococcus luteus, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Candida albicans, Geotrichum candidum bakteri ve mayalar kullanılarak incelenmiştir. P(MEMA-GMA) mikrojelin, taşıyıcı ve salım sistemi olarak kullanılması amacı ile DPPC (1,2-dipalmitol-sn-glisero-3-fosfocolin) lipozom içeren mikrojeller hazırlanmıştır. 5-florourasil (5-FU) ilaç etken maddenin manyetik Fe3O4 nanopartikül içeren lipozom-mikrojel sistemden çevresel etkiye duyarlı olarak salım çalışmaları PBS içerisinde in-vitro olarak ve CD1 nude fareler ile in-vivo olarak yürütülmüştür. CD1 nude farelerde meme kanser dokusu östrojen reseptör (ER), progesteron reseptör (PR) pozitif olan MCF-7 hücre hattı ile oluşturulmuştur. Kontrol ve tedavi gruplarının meme kanser dokularının incelenmesinde, immünohistokimya ve patoloji analizleri EP, PR, insan epidermal büyüme faktörü (Cerb-B2 ya da HER2) ve tümör protein p53 ile yapılmıştır. Ayrıca, 5-FU ilaç ve Fe3O4 NP/DPPC lipozom/P(MEMA-GMA) sistemin kanser dokusuna etkilerini anlamak için ER, PR, epidermal büyüme faktör reseptörü (EGFR) ve timidilat sentetaz inhibitörün (TS) mRNA düzeyi polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ile belirlenmiştir. Meme kanser doku örnekleri patalojik açıdan incelenmiş ve immünohistokimyasal boyama yöntemi ile değerlendirilmiştir.Anahtar Kelimeler: Mikrojel, lipozom, AuNPs, kontrollü ilaç salım sistemleri, in-vitro ve in-vivo meme kanser tedavisi. Within the content of this thesis, poly[(2-(N-morpholino)ethyl methacrylate)-co-(glycidyl methacrylate)] microgels, P(MEMA-GMA), were synthesized by using poly[ethylene glycol]-b-poly[(2-(N-morpholino)ethyl methacrylate) diblock copolymerstabilizer (PEG-b-PMEMA). PEG-PMEMA diblock copolymer stabilizer was synthesized by atom transfer radical polymerisation. GMA-comonomer behaved as cross-linker the emulsion polymerization of MEMA in aqueous media. Behaviors of P(MEMA-GMA) microgels in aqueuos media were examined by tuning solution pH, temperature and ionic strength. In next stage, gold nanoparticles were produced within P(MEMA-GMA) microgels. The antibacterial effects of these AuNPs systems were examined by using gram negative and gram positive bacteria and fungus such as Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris, Enterococus feacalis, Klebsiella pneumoniae, Salmonella typhimirium, Micrococcus luteus, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Candida albicans, Geotrichum candidum. DPPC (1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine) liposome-containing P(MEMA-GMA) microgels were also prepared in order to use them as delivery and release system. 5-fluorouracil (5-FU) delivery studies from magnetic Fe3O4 nanoparticle covered liposome-microgel system were studied both in-vivo and in-vitro. Breast cancer tissue in CD1 nude mice was created by using MCF-7 cell line which progesterone receptor (PR) and estrogen receptor (ER) positive. Immunohistochemistry and pathologicy analysis of breast cancer tissues of control and treatment groups performed with PR, EP, human epidermal growth factor receptor 2 (HER2 or Cerb-B2) and tumor protein p53. Also, in order to determined the effect 5-FU drug and Fe3O4 NP/DPPC liposome/P(MEMA-GMA) microgel system on tumor tissue was used to analyse Polymerase Chain Reaction (PCR) was determined with mRNA levels of PR, ER, epidermal growth factor receptor (EGFR) and thymidylate synthase inhibitor (TS). Breast cancer tissue samples have been analyzed pathologicaly and these tissues have been evaluated via immunohistochemical staining method. Keywords: Microgel, liposome, AuNPs, controlled drug delivery system, in-vitro and in-vivo breast cancer treatment. 174

Elektrokromik malzemeler son yıllarda akademide ve endüstride yoğun ilgiçekmektedir. Bu malzemeler popülerliklerini etkileyici temel spektroelektrokimyasalözelliklerine ve potansiyel ticari uygulamalarına borçludurlar. Çeşitli elektrokromikmalzemeler arasında yüksek esneklik, düşük güç tüketimi, işleme kolaylığı ve düşükişleme maliyeti özelliklerine sahip olan polimerler bilim camiasının özellikle ilgisiniçekmiştir. İndirgenmiş hallerinde üç tamamlayıcı rengi (kırmızı, yeşil ve mavi) temsileden ve oksitlenmiş hallerinde ise yüksek şeffaflık gösteren polimerler elektrokromikgörüntüleme cihazlarında kullanılmaktadırlar. Araştırma grubumuzun daha öncekiçalışmalarında donor ünitesi olarak EDOT kullanarak yeşilden şeffafa dönenpolimerin daha yüksek performanslı olanlarını başarmak adına EDOT ünitesi ProDOTünitesi ile değiştirilmiştir. ProDOT homopolimerlerin PEDOT'dan daha üstün özellikgöstermesi ve ProDOT içeren donor-akseptör tipi polimerlerin de EDOT'lu olanlaraoranla daha yüksek performans göstermektedir. Bu sebeple ProDOT ünitesibenzooksadiazol ve kuinoksalin ile eşleştirilerek uygun donör-akeptör eşleşmesiniyakalayıp daha üstün özelliklere sahip yeşilden şeffafa dönen polimerler eldesiamaçlanmıştır. Ayrıca, yüksek kararlılığa sahip n-tipi doplanabilen konjugepolimerler çeşitlerinin seyrek olmasına rağmen organik elektrokimyasal transistör ve OFET cihazların geniş bir uygulama potansiyeline sahiptirler. Kararlı n-tipimateryaller p-i-n tipi ekleme sahip kompleks organik elektronik cihazlarıngeliştirilmesinde kullanılabilirler. Bu yolda, perilen diimide (PDI) ve türevleri; yüksekelektron hareketliliği, güçlü moleküller arası π-π etkileşimleri, ve yüksek absorpsiyonkatsayıları dahil olmak üzere etkileyici kimyasal ve fiziksel özellikleri sayesindeelektron alıcıları grubunda en önemli sınıflardan birini temsil etmektedirler. Buçalışmada, PDI ünitesi elektronca zengin EDOT ünitesi bu sistem davranışlarındatemel bilgiler ve yeni sonuçlar elde etmek üzere birleştirilmiş ve elektrokimyasalyöntemlerle polimerleştirilmiştir Electrochromic materials attracted tremendous amount of interest both in academiaand industry in recent decades. These materials owe their popularity to theirfascinating fundamental spectroelectrochemical properties and their potentialcommercial applications. On the spectrum of electrochromic materials,electrochromic polymers drawn the attention of the scientific community due toproperties such as high flexibility, low-power consumption, ease of processing andlow processing cost. Polymers which represent one of the three complementary colors(red, green, and blue) in their reduced state and high transmissivity in oxidized stateare fundamental for electrochromic devices and displays. With this regard andfollowing previous works of our group in designing green to transmissive polymersutilizing EDOT as the donor unit, we aimed to create better performance greenmaterials using ProDOT instead of EDOT. ProDOT containing conjugated systemsare expected to outperform their EDOT analogues considering the fact that ProDOThomopolymers outperforms EDOT containing donor-acceptor type polymers. Hence,we introduced ProDOT units to benzooxadiazole and quinoxaline for reaching therequired donor-acceptor match towards realization of a green to transmissive polymerwith superior properties. Besides, despite the fact that stable n-dopable conjugated polymers are infrequent, they have a broad potential of application in organicelectrochemical transistors and OFETs. The stable n-type materials can be used forrealization of complex organic electronic devices with p-i-n type junctions. On thispath, perylene diimide (PDI) and its derivatives represent one of the most promisingclasses of electron acceptors because of their outstanding chemical and physicalproperties, including high electron mobility, strong intermolecular π-π interactions,and high absorption coefficients. In this study, we coupled PDI with electron-richEDOT units to realize easily n-dopable conjugated polymer systems that can beprepared by electrochemical polymerization techniques 123

Günümüzde doğal ve çevre dostu malzemelerin kullanımı gittikçe yaygınlaşmakta ve her alanda uygulanmaktadır. Özellikle medikal alanda kullanılacak olan malzemelerin özelliklerinin yanı sıra biyouyumlu, yenilenebilir, doğal ve çevre dostu olmaları istenen bir özelliktir. Yara bandı ve yara örtüsü medikal alanında yaygın kullanım potansiyeline sahiptir. Bu materyallerden beklenen tüm özellikleri karşılayabilmek için çalışmalar hızla devam etmektedir. Ancak ideal bir yara örtüsünden beklenen tüm özellikleri karşılayabilecek fonksiyonel yara örtüsü henüz üretilmemiştir. Fonksiyonel yara örtülerinin kullanım sırasında işlevsel olabilmesi ancak nanokompozit yapılarla mümkün olacaktır. Günümüzde elektro eğirme yöntemiyle özgün ve çok yönlü polimerik nanoliflerin üretimi oldukça ilgi çekmektedir. Bu yöntemle elde edilen yara örtüleri geleneksel yöntemle elde edilenlere nazaran yara bölgesinde ortam konforunu etkin biçimde arttırmakta ve yara çevresinde mükemmel bir işlevsel tedavi rol oynayarak iyileşmeyi hızlandırmaktadır.Bu çalışmada, birçok hastalığa sebebiyet veren özellikle yara bölgesinde yaygın gözlenen Staphylococcus aureus ve Pseudomonas aeruginosa bakterilerine karşı etkin antimikrobiyal etken madde içeren esnek, hafif, ince ve nefes alabilen fonksiyonel nanolif esaslı yara örtüsünün tasarımı ve üretimi hedeflenmektedir. Bu amaçla çalışmada elektro eğirme çekirdek-kabuk üretim yöntemi kullanılarak, çekirdek kısmına antibakteriyel özellik gösteren etken madde olan Origanum Minutilflorum ile depolanmış doğal, biyouyumlu, biyobozunur, toksik olmayan ve ucuz polimer olan kitosan beslenirken etrafı da aynı polimer ile kaplanarak fonksiyonel yara örtüsü üretilmiştir. Böylece iç içe geçmiş nanolifler ile gözenekli membran tarzı nano ağlar örülmüştür. Elde edilen nanokompozit materyallere antibakteriyel aktivite ve ilaç salınımı gibi testler uygulanmıştır. Bu materyallerin yapı, yüzey morfolojisi ve karakteristik özellikleri UV, FTIR, SEM, TEM ve su temas açısı kullanılarak araştırılmıştır. Çekirdek-kabuk esaslı nanolif yara örtüleri kontrollü ve uzun süreli salınım ile birlikte gözenekli yapısıyla kimyasal ve etken madde salınımına izin verirken hava geçirgenliği ile de yaranın hızlı iyileşmesini sağlayacaktır. Nowadays the use of natural and environmentally friendly materials becomes increasingly widespread and applicable in almost every field. In particular, the material properties to be used in medical fields require biocompatibility, renewability, natural and environmental friendly properties. Adhesive bandage and wound dressing have the most common usage potential on the medical field. Studies are ongoing to meet all the specifications by using sophisticated materials. However, a functional wound dressing that can meet all the expected properties from an ideal wound dressing has not yet been produced. Functional wound dressings during the usage can be obtained with nanocomposite structures.In this study, it is aimed to design and manufacture a flexible, light, thin and breathable functional nanofiber based wound dressing, which contains antimicrobial active substance against Staphylococcus aureus, and Pseudomonas aeruginosa bacteria, which cause many diseases especially in the wound area. At present, the production of unique and versatile polymeric nanofibers by electrospinning method is very attractive. For this purpose, a natural, biocompatible, biodegradable, non-toxic and cheap polymer of chitosan deposited with Origanum Minutilflorum, which is an antibacterial active substance, to the core part of the nanofiber, was produced by using electrospinning core-shell production method and the same polymer was used for the shell part. Thus, core-shell type nanofibers and porous membrane-like nano-networks are obtained. Investigation of the nanocomposite structures such as antibacterial activity and drug release profiles were analyzed. The surface morphology and characteristic properties of these materials were investigated using UV, FTIR, SEM, TEM and water contact angles. Core-shell based nanofiber wound dressings permit the release of chemical and active substances through the fibers than porous structure with air permeability for accelerated wound healing. 133

Şekil hafızalı polimerler, bir dış uyaran ile önceden hafızalanan şekle geçebilen akıllı malzemelerdir. Bu çalışmada 1,4-fenilendiizosiyanat (PDI) ile uyumlaştırılmış poli(ε-kaprolakton) (PCL) ve termoplastik poliüretan (TPU) bazlı, şekil hafızalı polimer karışımları üretilip, mekanik, termal, reolojik ve morfolojik özellikleri incelenmiştir. Şekil hafıza özellikleri ise katlanma-açılma testi ile incelenmiştir. PCL ilavesi, TPU'nun çekme dayanımı ve termal kararlılığını arttırmıştır. PDI ise hem uyumlaştırıcı hem de zincir uzatıcı gibi davranmış, PCL ve/veya TPU‟nun zincir uç grupları ile etkileşmiştir. PDI içeren karışımların kopma uzama değerleri diğerlerine göre daha yüksek olarak elde edilmiştir. PCL, karışımların kristalinitesini etkileyerek daha yüksek şekil sabitleme oranı sağlamıştır. Tersine, PCL içeren karışımlarda şekil geri dönüş oranı düşmektedir. PDI ilavesi ile bu olumsuz durum düzenlenebilmektedir. Optimum şekil hafıza özelliği bileşenlerin oranlarının ayarlanması ile elde edilebilir. Shape memory polymers are a smart material which is able to memorize the specific shape with a particular stimulus. In this study, thermal stimuli-responsive shape memory polymers based on blends of thermoplastic polyurethane (TPU) and poly(ε-caprolactone) (PCL) are investigated in the presence of a diisocyanate (1,4-phenylene diisocyanate, PDI) compatibilizer. Mechanical, thermal, rheological and morphological characteristics of the blends are investigated. Shape memory properties are also studied with the fold deploy shape memory test. PCL also provides thermal stability and higher tensile strength. PDI acts as the chain extender, which potentially reacts with ends groups of PCL and/or TPU. The blends with PDI tend to exhibit high elongation in comparison to the blends without PDI. PCL affects the crystallinity of the blends and results in providing high fixity of the materials.Contrarily, the presence of PCL negatively influences the shape recovery ratio. Thepresence of PDI regulates the aforementioned behavior. Optimal shape memorypolymer can be designed by regulating the ratio of the components. 67

Bu çalışmasının amacı yüzeyi modifiye edilmiş ve edilmemiş grafen ve çok duvarlı karbon nanotüpün (MWCNT) farklı çözücülerdeki davranışının, PBS matris içindeki dağılımının ve PBS'nin izotermal olmayan kristalizasyon kinetiğine olan etkilerinin incelenmesidir. Çalışmada oksidasyon ve esterifikasyon reaksiyonları ile grafen ve MWCNT yüzeyleri modifiye edilmiştir. Modifiye edilmiş ve edilmemiş grafen ve MWCNT farklı yükleme oranlarında (%0,25, %0,5 ve %1) PBS matris ile eriyik harmanlama yöntemi kullanılarak harmanlanmıştır. Modifikasyon işlemlerinin başarılı olup olmadığını anlamak için Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) ve geçirimli elektron mikroskopu (TEM) analizleri gerçekleştirilmiştir. Kimyasal modifikasyonun nanoparçacıkların hidrofili özellikleri üzerine etkileri de incelenmiştir. Nanoparçacıkların PBS matris içindeki dağılımları taramalı elektron mikroskopu (SEM) ile araştırılmıştır. PBS-grafen, PBS-modifiye grafen, PBS/MWCNT ve PBS/modifiye MWCNT arasındaki etkileşimler ise termodinamik yapışma ile belirlenmiş ve daha sonra izotermal olmayan kinetik çalışmalarla arasındaki korelasyon belirlenmiştir. Diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) yardımıyla toplanan verilerden nanokompozitlerin izotermal olmayan kristalizasyon kinetiği araştırılmış, kristalizasyon davranışının Avrami, Ozawa ve birleştirilmiş Avrami-Ozawa modellerine uygunluğu incelenmiştir. Kristal büyümesi esnasındaki morfoloji ise polarize optik mikroskop (POM) kullanılarak izlenmiştir. FTIR analiz sonuçları yüzey modifikasyon işlemlerinin başarılı bir şekilde gerçekleştiğini göstermiştir. Yüzeyi modifiye edilen nanoparçacıkların PBS matris içinde homojen bir şekilde dağıldıkları ve PBS'nin kristalizasyon kinetiğine farklı şekilde etki ettikleri tespit edilmiştir. PBS'nin kristalizasyon hızının genel olarak tüm nanoparçacıklar varlığında iyileştiği ve yüzeyi modifiye edilmemiş grafen ve MWCNT varlığında en yüksek kristalizasyon hızlarına ulaşıldığı görülmüştür. Çekirdeklenme hızı ile matris-nanoparçacıklar arasındaki termodinamik etkileşimlerin önemli olduğu gösterilmiştir. The aim of this study is to investigate the effects of unmodified and surface modified graphene and multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) on the non-isothermal crystallization kinetics of PBS. Moreover, their dissolution in different solvents, and their dispersion in PBS matrix were also investigated. The surfaces of graphene and MWCNT were modified by oxidation and esterification reactions. PBS nanocomposites containing 0.25, 0.5 and 1 wt% modified and unmodified nanoparticles were prepared by melt blending method in a twin-screw microcompounder. The modification process was characteriazed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and transmission electron microscopy (TEM). The effects of chemical modification on the hydrophilic properties of nanoparticles have also been investigated. The dispersion of nanoparticles in PBS matrix was evaluated by scanning electron microscopy (SEM). Interactions between PBS and graphene and also PBS and MWCNT were determined by thermodynamically adhesion. After that, correlation between non-isothermal crystallization kinetics of nanocomposites and mechanical adhesion was studied. The common kinetic models such as Avrami, Ozawa and combined Avrami-Ozawa were used to evaluate non-isothermal crystallization behaviour of graphene and MWCNT based PBS nanocomposites by using differantial scanning calorimeter (DSC). Besides, a polarized optical microscope (POM) equipped with a hot-stage was used to examine the morphology during the crystal growth. FTIR analysis showed that the surface modification process has been successfully performed. It has been found that the surface modified nanoparticles were homogeneously dispersed in PBS matrix and affected the crystallization kinetics of PBS. The crystallization rate of PBS was generally improved in the presence of all nanoparticles and the highest crystallization rate of PBS was found in the presence of unmodified graphene and MWCNT. It was shown that thermodynamically interactions between nanoparticles and matrix were important for nucleation rate. 217

Katman-katman (LbL) kendiliğinden yapılanma yöntemi ince filmlerin hazırlanmasında kullanılan basit ve yenilikçi bir yöntemdir. Film özelliklerinin kontrolü gerek film üretimi gerek ise film üretimi sonrasında mümkündür. Uyarıcılara duyarlı polimerler, özellikle biyomedikal uygulamalarda kullanılacak LbL filmlerin hazırlanmasında önemli yapıtaşlarıdır. Demir oksit nanoparçacıkları biyogörüntüleme ve/veya manyetotermal tetikleme ile kontrollü ilaç salımı gibi biyomedikal uygulamalar için ilgi çekmektedir. Bu tez çalışması LbL yöntemi ile nötr polimerlerin demir oksit nanoparçacıkları yüzeyinde biriktirilmesi için stratejiler geliştirmeyi amaçlamıştır. Demir oksit nanoparçacıkları ultrasound temelli birlikte-çöktürme tekniği ile sentezlenmiş ve dinamik ışık saçılımı, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi spektroskopisi ve geçirimli elektron mikroskobu teknikleri kullanılarak tanımlanmıştır. Poly(2-izopropil-2-oksazolin) (PIPOX) and Tanik Asit (TA) demir oksit nanoparçacıkları üzerinde LbL tekniği kullanılarak biriktirilmiştir. Çok-katmanlı filmlerin oluşumu için itici güç PIPOX ve TA arasında oluşan hidrojen bağlarıdır. Demir oksit nanoparçacıkları üzerinde film birikimi zeta potansiyel ve hidrodinamik boyut ölçümleri ile tanımlanmıştır. Doxorubicin (DOX), model anti-kanser ilacı olarak kullanılmış ve LbL kaplanmış demir oksit nanoparçaçıklarına pH 7.5'de yüklenmiştir. DOX'un LbL kaplı demir oksit nanoparçacıklarının yüzeyinden hem pH hem de sıcaklık tetiklemesi ile salınabileceği gösterilmiştir. DOX'un orta asidik koşullarda salımı, TA'nın protonlanması ve TA ile DOX arasındaki elektrostatik etkileşimin yitirilmesidir. DOX'un yüzeyden sıcaklık tetiklemesi ile salımı ise PIPOX'un alt kritik çözelti sıcaklığı (LCST) tipi faz davranışı göstermesi ve PIPOX'un film içerisinde konformasyonal dönüşüme uğraması sayesinde DOX moleküllerinin salımı ile ilişkilendirilebilir. Çok-katmanlı filmlerin sıcaklık ve pH duyarlı olması ve demir oksit nanoparçacıklarının biyomedikal uygulamalar için potansiyeli düşünüldüğünde, bu çalışmadan elde edilen sonuçlar demir oksit nanoparçacıkların LbL filmler ile kaplanması ve yüzeylerinden ilaç salımı için stratejiler geliştirilmesine katkısından dolayı önemlidir. Layer-by-layer (LbL) technique is a simple and unique technique for fabrication of thin films. It is possible to control the film properties during assembly and post-assembly steps. Stimuli responsive polymers are important building blocks for LbL assembly, especially for drug delivery applications of LbL films. Iron oxide nanoparticles have been of interest for biomedical applications such as bioimaging and/or drug delivery via magnetothermal trigger. This thesis study aimed to develop strategies for layer-by-layer assembly of neutral polymers onto iron oxide nano particles. Iron oxide nano particles were synthesized by ultrasound based co-precipitation method and characterized by dynamic light scattering, FTIR spectroscopy and transmission electron microscopy techniques. Multilayers of poly(2-isopropyl-2-oxazoline) (PIPOX) and Tannic Acid (TA) were deposited onto iron oxide nano particles using LbL technique. The driving force for multilayer assembly was found to be hydrogen bonding interactions among PIPOX and TA. Film deposition onto iron oxide nanoparticles was characterized using zeta potential and hydrodynamic size measurements. A model anti-cancer drug, doxorubicin (DOX) was loaded into LbL coated iron oxide nanoparticles at pH 7.5. It was shown that DOX could be released from the surface of LbL coated iron oxide nanoparticles via both pH and temperature-trigger. DOX released from the surface at moderately acidic conditions due to protonation of TA and loss in electrostatic interactions among TA and DOX. On the other hand, DOX was released from the surface via temperature-trigger due to lower critical solution temperature (LCST)-type phase behavior of PIPOX and conformational transition in PIPOX chains within the multilayers resulting in release of DOX molecules. Considering the temperature and pH response of multilayer and potential of iron oxide nanoparticles for biomedical applications, results obtained in this thesis are important to develop strategies for LbL coating of iron oxide nanoparticles and release of drug molecules from surfaces. 100