Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC) Sonuçları

Diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) tekniği, sıvı kristal bileşiklerin geçiş sıcaklıklarını doğrulamak için kullanılan bir metoddur. Bu metod, sıvı kristal faz geçişlerindeki entalpi değişimlerinin ölçümüne dayanır. DSC cihazında iki küçük fırın, herbiri ayrı bir ısıtıcı ve sıcaklık sensörü ile birbirine bağlanmıştır. Fırınlardan birinde erime sıcaklığı bilinen Al2O3 veya altın gibi bir referans madde bulunurken, diğerinde ise inceleme yapılacak örnek bulunur. Isıtma işlemi hem referans hemde analizi yapılacak madde üzerinde aynı şekilde yapılır. Analiz maddesinin erime geçişinde ekstra bir enerji açığa çıkar. Bu ekstra enerji, cihaz tarafından ölçülür ve entalpi değişim (∆H) değerine dönüştürülür. DSC, polarize optik mikroskop kullanılarak tespit edilen

bir faz geçişinin varlığını tanımlamak ve camsı geçiş sıcaklıklarını ölçmek için faydalı bir yöntemdir.

Bu çalışmada sentezlenen bütün bileşikler katı olarak elde edilmiştir ve bileşiklerin DSC analiz ölçümleri 5 o_{C/dakika hızla gerçekleştirilmiştir.}

Bileşik 22‟ nin {4-(6-[4'-siyanobifenil-4-alkiloksi]hegziloksi)benzaldehit} DSC analizi sonucu aşağıdaki grafikte gösterilmişti (Şekil 5.2.1.1). Görüldüğü gibi ısıtma esnasında 69,9 o_{C‟ de (∆H=43.65 J/g) ve 114,4} o_{C‟ de (∆H=2.36 J/g) iki endotermik pik} gözlendi. Bunlardan 69,9 o_{C‟ de gözlenen pik erime noktasını gösterirken, 114,4} o_{C‟ de} gözlenen pik ise izotrop olduğu berraklaşma noktasını göstermektedir. Soğuma eğrisinde ise 115,6 o_{C‟ deki (∆H=5.55 J/g) ekzotermik pik maddenin sıvı (izotrop)} halden sıvı kristal hale geçişini gösterdi. Ancak madde 0 o_{C‟ ye kadar soğutulduğun da} dahi sıvı kristal halden kristal hale geçiş gözlenemedi.

ġekil 5.2.1.1. Bileşik 22‟ nin DSC Grafiği

4-(8-[4‟-siyanobifenil-4-alkiloksi]oktiloksi)benzaldehit‟ in (23) DSC analizi sonucu ısıtma esnasında 109,2 oC‟ de (∆H=72.40 J/g) tek endotermik pik gözlendi. 109,2 oC‟ de gözlenen pik bileşiğin izotrop olduğu berraklaşma noktasını göstermektedir. Soğuma eğrisinde de ise 109,7 o_{C‟ de (∆H=7.28 J/g) ve 67,11} o_{C‟ de} (∆H=59.75 J/g) iki ekzotermik pik gözlendi. Bunlardan 109,7 o_{C‟ de gözlenen pik} maddenin sıvı (izotrop) halden sıvı kristal hale geçişi; 67,11 o_{C‟ de gözlenen pik ise} maddenin sıvı kristal halden kristal hale geçişini gösterir (Şekil 5.2.1.2).

ġekil 5.2.1.2. Bileşik 23’ ün DSC Eğrisi

4-(10-[4'-siyanobifenil-4-alkiloksi]desiloksi)benzaldehit (24) bileşiğinin DSC ısınma eğrisinde 65,1 o_{C‟ de (∆H=1.48 J/g) ve 88,4} o_{C‟ de (∆H=38.63 J/g) iki} endotermik pik gözlendi. 69,9 o_{C‟ de gözlenen pik bileşiğin erime noktasını gösterirken,} 88,4 oC‟ de gözlenen pik ise izotrop olduğu berraklaşma noktasını göstermektedir. Soğuma eğrisinde ise 87,4 o_{C‟ deki (∆H=9.19 J/g) ekzotermik pik maddenin sıvı} (izotrop) halden sıvı kristal hale geçişini göstermektedir. Ancak madde 0 o_{C‟ ye kadar} soğutulmasına rağmen sıvı kristal halden kristal hale geçiş gözlenemedi (Şekil 5.2.1.3).

4-(6-[4'-siyanobifenil-4-alkiloksi]hegziloksi)benzaldoksim (25) bileşiğinin DSC ısınma eğrisinde 82,2 o_{C‟ de (∆H=11.62 J/g) ve 112,9} o_{C‟ de (∆H=5.61 J/g) iki} endotermik pik gözlendi. Bunlardan 82,2 o_{C‟ de gözlenen pik erime noktasını, 112,9} o_C‟ de gözlenen pik ise sıvı (izotrop) olduğu berraklaşma noktasını göstermektedir. Grafiğin soğuma eğrisinde ise tek ekzotermik pik 111,4 o

C (∆H=7.41 J/g) maddenin sıvı (izotrop) halden sıvı kristal hale geçişi göstermektedir. Bileşik 0 o_{C‟ ye kadar} soğutulmasına rağmen sıvı kristal halden kristal hale geçiş gözlenemedi (Şekil 5.2.1.4).

ġekil 5.2.1.4. Bileşik 25‟ in DSC Eğrisi

4-(8-[4'-siyanobifenil-4-alkiloksi]oktiloksi)benzaldoksim‟ in (26) DSC sonuç eğrisi incelendiğinde, ısınma eğrisinde tek endotermik pik 134,5 o_{C‟ de (∆H=10.21 J/g)} gözlendi. 134,5 o_{C‟ de gözlenen pik bileşiğin sıvı (izotrop) olduğu berraklaşma} noktasını göstermektedir. Soğuma eğrisinde de ise 74,6 o_{C‟ de (∆H=15.02 J/g) tek} ekzotermik pik gözlendi. 74,6 o_{C‟ de gözlenen pik maddenin sıvı halden kristal hale} geçişini gösterir (Şekil 5.2.1.5).

ġekil 5.2.1.5. Bileşik 26‟ nın DSC Eğrisi

4-(10-[4'-siyanobifenil-4-alkiloksi]desiloksi)benzaldoksim‟ in (27) DSC ısınma eğrisinde 142,2 o_{C‟ de (∆H=12.40 J/g) tek endotermik pik gözlendi. Bu pik bileşiğin} izotrop olduğu berraklaşma noktasını göstermektedir. Soğuma eğrisinde ise iki ekzotermik pik 139,2 oC (∆H=10.15 J/g) ve 94,5 oC‟ de (∆H=38.30 J/g) gözlendi. 139,2 o_{C‟ de gözlenen pik maddenin sıvı (izotrop) halden sıvı kristal hale geçişi; 94,5} o_{C‟ de} gözlenen pik ise sıvı kristal halden kristal hale geçişini gösterir (Şekil 5.2.1.6).

4-(6-[4'-siyanobifenil-4-alkiloksi]hegziloksi)benzaldoksimmetileter‟in (28) DSC analizinden de görüldüğü gibi, 140,6 oC‟ de (∆H=10.23 J/g) tek endotermik pik gözlendi. Bu tek pik bileşiğin izotrop olduğu berraklaşma noktasını göstermektedir. Bileşiğin soğuma eğrisinde ise 137,3 o_{C‟ de (∆H=12.67 J/g) ve 94} o_{C‟ de (∆H=28.37} J/g) iki ekzotermik pik gözlendi. Bunlardan 137,3 oC‟ de gözlenen pik maddenin sıvı (izotrop) halden sıvı kristal hale geçişi; 94 o_{C‟ de gözlenen pik ise sıvı kristal halden} kristal hale geçişini gösterir (Şekil 5.2.1.7).

ġekil 5.2.1.7. Bileşik 28‟ in DSC Eğrisi

4-(8-[4'-siyanobifenil-4-alkiloksi]oktiloksi)benzaldoksimmetileter‟ in (29) DSC grafiğinden de görüldüğü gibi ısınma esnasında 100,6 o_{C‟ de (∆H=21.72 J/g) tek} endotermik pik gözlendi. Bu pik maddenin izotrop olduğu berraklaşma noktasını göstermektedir. Soğuma eğrisinde ise 102,3 o_{C‟ de (∆H=9.33 J/g) ve 73,6} o_{C‟ de} (∆H=22.36 J/g) iki ekzotermik pik gözlendi. Bunlardan 102,3 o_{C‟ de gözlenen pik} maddenin sıvı (izotrop) halden sıvı kristal hale geçişi; 73,6 o_{C‟ de gözlenen pik ise} maddenin sıvı kristal halden kristal hale geçişini gösterir (Şekil 5.2.1.8).

ġekil 5.2.1.8. Bileşik 29‟ un DSC Eğrisi

30 nolu 4-(10-[4'-siyanobifenil-4-alkiloksi]desiloksi)benzaldoksimmetileter bile-

şiğinin DSC analizi değerlendirildiğinde; ısınma eğrisinde 87,5 o_{C‟ de (∆H=19.42 J/g)} ve 112 oC‟ de (∆H=23.5 J/g) iki endotermik pik gözlendi. Bunlardan 87,5 oC‟ de gözlenen pik bileşiğin erime noktasını, 112 o_{C‟ de gözlenen pik izotrop olduğu} berraklaşma noktasını göstermektedir. Bileşiğin soğuma eğrisinde 103,8 o_{C‟ de} (∆H=13.7 J/g) ve 75,7 o_{C‟ de (∆H=22.36 J/g) iki ekzotermik pik gözlendi. 103,8} o_{C‟ de} gözlenen pik maddenin sıvı (izotrop) halden sıvı kristal hale geçişi; 75,7 o_{C‟ deki pik ise} maddenin sıvı kristal halden kristal hale geçişini gösterir (Şekil 5.2.1.9).

Bileşik 2,4-di-(6-[4'-siyanobifenil-4-alkiloksi]hegziloksi)benzaldehit‟ in (31) DSC grafiğinde görüldüğü gibi ısınma esnasında 99 oC‟ de (∆H=1.50 J/g) tek endotermik pik bileşiğin erime noktasını göstermektedir. Isınma esnasında izotrop olduğu berraklaşma noktası piki gözlenememiştir. Fakat soğutma eğrisinde de ise 114,9 o_{C‟ de (∆H=9.17 J/g) ve 98,6} o_{C‟ de (∆H=1.67 J/g) iki ekzotermik pik gözlendi.} Bunlardan 114,9 oC‟ de gözlenen pik maddenin sıvı (izotrop) halden sıvı kristal hale geçişi; 98,6 o_{C‟ de gözlenen pik ise maddenin sıvı kristal halden kristal hale geçişini} gösterir (Şekil 5.2.1.10).

ġekil 5.2.1.10. Bileşik 31‟ in DSC Eğrisi

2,4-di-(8-[4'-siyanobifenil-4-alkiloksi]oktiloksi)benzaldehit‟ in (32) DSC analizi değerlendirildiğinde, ısınma esnasında 114 o_{C‟ de (∆H=52.52 J/g) gözlenen tek} maddenin erime noktasını göstermektedir. Soğuma eğrisinde de ise 105 oC‟ de (∆H=3.57 J/g) gözlenen tek ekzotermik pik ise maddenin izotropik halden kristal hale geçişini gösterir (Şekil 5.2.1.11).

ġekil 5.2.1.11. Bileşik 32‟ nin DSC Eğrisi

33 nolu 2,4-di-(10-[4'-siyanobifenil-4-alkiloksi]desiloksi)benzaldehit bileşiğinin

DSC analizi grafiğinde de görüldüğü gibi, ısınma eğrisinde iki endotermik pik 85,7 oC‟ de (∆H=2.02 J/g) ve 108 o_{C‟ de (∆H=3.80 J/g) gözlendi. 85,7} o_{C‟ de gözlenen pik} bileşiğinin erime noktasını gösterirken, 108 o_{C‟ de gözlenen pik ise izotrop olduğu} berraklaşma noktasını göstermektedir. Soğuma eğrisinde ise 84,7 o_{C‟ deki (∆H=3.52} J/g) ekzotermik pik maddenin sıvı kristal halden kristal hale geçişi gösterir. Soğutma işlemi 0 o_{C‟ ye kadar yapılmasına rağmen bileşiğin kristal faza geçiş piki} gözlenememiştir (Şekil 5.2.1.12).

2,4-di-(6-[4'-siyanobifenil-4-alkiloksi]hegziloksi)benzaldoksim (34) bileşiğinin DSC analizinde, ısınma esnasında 78,1 oC‟ de (∆H=5.3 J/g) ve 120,1 oC‟ de (∆H=3.21 J/g) iki endotermik pik gözlendi. 78,1 o_{C‟ de gözlenen pik maddenin erime noktasını} gösterirken, 120,1 o_{C‟ de gözlenen pik ise izotrop olduğu berraklaşma noktasını} gösterir. Soğuma eğrisinde ise 117 o_{C‟ deki (∆H=2.52 J/g) ekzotermik pik maddenin} sıvı (izotrop) halden sıvı kristal hale geçişini gösterir. Ayrıca oda sıcaklığına kadar düşüldüğünde dahi maddenin sıvı kristal halden kristal hale geçişi olmamıştır (Şekil 5.2.1.13).

ġekil 5.2.1.13. Bileşik 34‟ ün DSC Eğrisi

2,4-di-(8-[4'-siyanobifenil-4-alkiloksi]oktiloksi)benzaldoksim (35) bileşiğinin DSC grafiğinde görüldüğü gibi ısınma esnasında 128,4 oC‟ de (∆H=5.35 J/g) gözlenen endotermik pik bileşiğin erime noktasını göstermektedir. Bileşiğin soğuma eğrisinde ise 125 oC‟ deki (∆H=4.98 J/g) ekzotermik pik maddenin sıvı (izotrop) halden kristal hale geçişini göstermektedir (Şekil 5.2.1.14).

ġekil 5.2.1.14. Bileşik 35‟ in DSC Eğrisi

36 nolu 2,4-di-(10-[4'-siyanobifenil-4-alkiloksi]desiloksi)benzaldoksim bileşiği-

nin DSC analizinde, ısınma esnasında 109 oC‟ de (∆H=7.03 J/g) tek endotermik pik gözlendi. Bu pik maddenin erime noktasını gösterirken, soğuma eğrisinde 105 o_{C‟ deki} (∆H=3.95 J/g) ekzotermik pik maddenin sıvı (izotrop) halden kristal hale geçişini göstermektedir (Şekil 5.2.1.15).