Control of Nanoparticle Distribution of Super Critical CO2 in P3HT/PCBM and PVP-AgNP Materials


Creative Commons License

YALÇIN F. Z., topcu sendogdular s., SENDOGDULAR L.

Konya mühendislik bilimleri dergisi (Online), vol.11, no.2, pp.543-556, 2023 (Peer-Reviewed Journal) identifier

Abstract

Today, polymeric nanocomposite materials are in the first place in the group of primarily preferred materials among composite materials. It is very important to find, develop, and produce the properties of composite materials with nano-sized reinforcement particles. In this study, supercritical CO₂ annealing was performed after P3HT-PCBM and PVP-Ag nanopowder (PVP-AgNP) thin films were prepared by spin coating method. The produced films were then analyzed with optical microscope, scanning electron microscope, and atomic force microscope. As a result of these investigations, it has been observed that surface migration control can be made comprehensively by superficial phase separation of particles over CO₂ annealing variables in P3HT-PCBM and PVP-AgNP samples. It has been determined that the particle concentration distribution varies depending on the amount of CO2 in the polymer. Thus, by understanding the properties of polymer nanocomposites, it has been understood that expanding the usage areas, producing new materials with low cost and the CO2 critical wetting mechanism can be used in the best way with different systems.
Günümüzde, polimerik nanokompozit malzemeler kompozit malzemeler içinde öncelikli olarak tercih edilen malzeme grubunda ilk sırada bulunmaktadır. Nano boyutta takviye taneciklerinin yer aldığı kompozit malzemelerin niteliklerinin bulunması, geliştirilmesi, ve üretilmesi oldukça önem arzetmektedir. Bu çalışmada, P3HT-PCBM, ve PVP-Ag nanotoz (PVP-AgNP) ince filmleri döndürmeli kaplama yöntemi ile hazırlandıktan sonra süoer kritik CO₂ tavlaması yapılmıştır. Üretilen filmlerin daha sonra optik mikroskop, taramalı elektron mikroskobu ve atomik kuvvet mikroskop ile analizleri yapılmıştır. Bu araştırmaların sonucunda, P3HT-PCBM ve PVP-AgNP numunelerinde, CO₂ tavlama değişkenleri üzerinden partiküllerin yüzelsey faz ayrışması ile yüzey göçü kontrolünün kapsamlı bir şekilde yapılabildiği gözlenmiştir. Polimer içinde yer alan CO2 miktarına bağlı olarak partikül konsantrasyon dağılımının değişkenlik gösterdiği saptanmıştır. Böylelikle polimer nanokompozitlerin özelliklerinin anlaşılarak kullanım alanlarının genişletilmesi, düşük maliyete sahip yeni malzemelerin üretilmesi ve CO2 kritik ıslatma mekanizmasının farklı sistemler ile en iyi şekilde kullanılabileceği anlaşılmıştır.