Uluyazi cem İskender

KAHRAMAN Sibel
Danışman : Prof. Dr. Refiye Yanardağ

Anabilim Dalı : Kimya

Programı (Varsa) : Biokimya

Mezuniyet Yılı : 2010

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Refiye YANARDAĞ

: Prof. Dr. Ayşe YUSUFOĞLU

: Prof. Dr. Nuriye AKEV

: Prof. Dr. Ayşen YARAT

: Prof. Dr. İnci ARISAN-ATAÇ

Labada (Rumex Cristatus Dc)’Nın Antioksidan Aktivitesi

Labada (Rumex cristatus DC) Türkiye’de günlük diyette yaygın bir şekilde kullanılan bir bitkidir.

Bu çalışmada, labada’nın antioksidan özelliği olup olmadığı ve bitkinin çeşitli gelişme evrelerinde (Nisan, Mayıs, Haziran ve Aralık aylarında) antioksidan aktivitelerinde farklılık olup olmadığı araştırıldı. Labada yapraklarından hazırlanan sulu, etil alkollü ve etil asetatlı ekstrelerin antioksidan aktiviteleri indirgeme gücü, serbest radikal giderme aktivitesi (DPPH), hidroksi radikali giderme aktivitesi, ABTS radikal giderme aktivitesi, DMPD radikali giderme aktivitesi gibi çeşitli antioksidan testleri ile tayin edildi. Elde edilen sonuçlar α-tokoferol asetat, butillenmiş hidroksianisol, butillenmiş hidroksitoluen ve Troloks gibi doğal ve sentetik antioksidanlarla karşılaştırıldı. Ekstrelerin total fenolik bileşik ve flavonoid miktarları da tayin edildi. Bunun yanı sıra labada yapraklarında beta karoten içeriği ve askorbik asid tayinleri de yapıldı. Antioksidan aktivitenin ekstrelerin konsantrasyonuyla doğru orantılı olarak arttığı bulundu.
Rumex cristatus DC’nin antioksidan aktivitesinin bitkinin çeşitli gelişme evrelerinde farklılık gösterdiği ve en yüksek aktivitenin Haziran ayı ekstresinde olduğu saptandı.

Ekstrelerde yapılan bütün testlerde antioksidan aktivite gözlemlendiğinden ve antioksidan özellik gösteren fenolik bileşikler, flavonoidler, beta karoten ve askorbik asid bakımından zengin bir bitki olduğu saptandığından, labada ekstrelerinin doğal bir antioksidan kaynağı olabileceği sonucuna varıldı.

   

Antıoxıdant Actıvıty of Rumex cristatus Dc

Rumex cristatus DC is widely used in daily diet in Turkey.

In our study, the antioxidant capacity of Rumex cristatus DC as well as the dependence of this capacity on different maturing stages of the plant was investigated. The antioxidant activity of water, ethyl alcohol and ethyl acetate extracts of Rumex cristatus was investigated by different antioxidant tests such as DPPH radical scavenging activity, ABTS radical scavenging activity, DMPD radical scavenging activity, hydroxyl radical scavenging activity and reducing power. All results were compared with natural antioxidants; α-tocopherol acetate and synthetic antioxidants such as BHA, BHT and Trolox. Total phenolic and flavonoid contents of all extracts as well as β-caroten and ascorbic acid contents of the extracts were determined. It is found out that antioxidant activity of the extracts increased with increasing concentration.

It is observed that antioxidant activity of Rumex cristatus DC depends on different maturing stages of plant. Generally, June extracts of Rumex cristatus DC showed maximum antioxidant activity.

It is concluded that Rumex cristatus DC is a fine natural antioxidant source because it has high antioxidant activity and phenolic compounds, flavonoids, beta caroten and ascorbic acid contents.

BEYAZİT Neslihan
Danışman : Prof.Dr. Cemil İBİŞ

Anabilim Dalı : Kimya

Programı (Varsa) : Organik Kimya

Mezuniyet Yılı : 2010

Tez Savunma Jürisi : Prof.Dr. Cemil İBİŞ

: Prof.Dr. F.Serpil GÖKSEL

: Prof.Dr. Süleyman TANYOLAÇ

: Prof.Dr. Ahmet AKAR

: Prof.Dr. Mustafa Bulut

Yeni Tiyosübstitüe Dienler, Buteninler Ve Butatrienlerin Sentezi

Çalışmamızda başlangıç maddesi olarak 2H-1,1,3,4,4-pentaklor-1,3-butadien (3) ve 2H-1,1,3,4-tetraklor-4-brombutadien (6) bileşikleri kullanıldı.

Çalışmamızın ilk aşamasında polihalojenli butadienler ile çeşitli alifatik ve aromatik tiyollerin bazik ortamda verdikleri reaksiyonları inceledik. 2H-1,1,3,4,4-pentaklor-1,3-butadien (3)’in p-bromtiyofenol (7) ile bazik ortamda ve etanol içerisinde 1:1 oranında gerçekleştirilen reaksiyonundan 1,1,2-triklor-4-(4-bromfeniltiyo)-1-buten-3-in (8) ve 1:3 oranında gerçekleştirilen reaksiyonundan ise 1,2-diklor-1,4,4-tris(4-bromfeniltiyo)-1,3-butadien (9), 2-klor-1,1,4,4-tetrakis(4-bromfeniltiyo)-1,3-butadien (10) ve 1,1,2,4,4-pentakis(4-bromfeniltiyo)-1,3-butadien (11) bileşikleri elde edildi.

2H-1,1,3,4,4-pentaklor-1,3-butadien (3)’in p-flortiyofenol (12) ile bazik ortamda ve etanol içerisinde 1:1 oranında gerçekleştirilen reaksiyonundan 1,1,2-triklor-4(4-florfeniltiyo)-1-buten-3-in (13), 1,1,2,4-tetraklor-4(4-florfeniltiyo)-1,3-butadien (14) ve 1:3 oranında gerçekleştirilen reaksiyonundan da 1,2-diklor-1,4,4-tris(4-florfeniltiyo)-1,3-butadien (15) bileşikleri elde edildi.

2H-1,1,3,4,4-pentaklor-1,3-butadien (3)’in 2-naftilmerkaptan (16) ile bazik ortamda ve etanol içerisinde 1:1 oranında gerçekleştirilen reaksiyonundan 1,1,2-trikloro-4-(2-naftiltiyo)-1-buten-3-in (17) ve 1:3 oranında gerçekleştirilen reaksiyonundan ise 1,2-dikloro-1,4,4-tris(2-naftiltiyo)-1,3-butadien (18) bileşikleri elde edildi.

2H-1,1,3,4,4-pentaklor-1,3-butadien (3)’in siklohekzilmerkaptan (19) ile bazik ortamda ve etanol içerisinde 1:1 oranında gerçekleştirilen reaksiyonundan 1,1,2-triklor-4-(siklohekziltiyo)-1-buten-3-in (20) ve 1:3 oranında gerçekleştirilen reaksiyonundan ise 1,2-diklor-1,4,4-tris(siklohekziltiyo)-1,3-butadien (21) bileşikleri elde edildi.

Yine 2H-1,1,3,4,4-pentaklor-1,3-butadien (3)’in oktantiyol (27), dekantiyol (29), dodekantiyol (31), hekzadekantiyol (33) ve oktadekantiyol (35) gibi bazı düz zincirli tiyollerle etanol ortamında ve NaOH varlığında 1:1 oranındaki reaksiyonları sonucu sırasıyla monotiyosübstitüe butenin yapısındaki 1,1,2-triklor-4-(oktiltiyo)-1-buten-3-in (28), 1,1,2-triklor-4-(desiltiyo)-1-buten-3-in (30), 1,1,2-triklor-4-(dodesiltiyo)-1-buten-3-in (32), 1,1,2-triklor-4-(hekzadesiltiyo)-1-buten-3-in (34), 1,1,2-triklor-4-(oktadesiltiyo)-1-buten-3-in (36) bileşikleri elde edildi.

Benzer şekilde 2H-1,1,3,4-tetraklor-4-brombutadien (6)’in dekantiyol (29), hekzadekantiyol (33) ve oktadekantiyol (35) gibi bazı düz zincirli tiyollerle etanol ortamında ve NaOH varlığında 1:1 oranındaki reaksiyonları sonucu sırasıyla monotiyosübstitüe butenin yapısındaki 1-brom-1,2-diklor-4-(desiltiyo)-1-buten-3-in (37), 1-brom-1,2-diklor-4-(hekzadesiltiyo)-1-buten-3-in (38), 1-brom-1,2-diklor-4-(oktadesiltiyo)-1-buten-3-in (39) bileşikleri elde edildi.

Çalışmamızın ikinci aşamasında ise, ilk aşamada elde etmiş olduğumuz monotiyosübstitüe butenin yapısındaki bileşiklere bromun elektrofilik katılma reaksiyonlarını inceledik. Bu reaksiyonlar sonucunda 1,2-Dibrom-3,4,4-triklor-1-(4-bromofeniltiyo)-1,3-butadien (40), 1,2-Dibrom-3,4,4-triklor-1-(2-naftiltiyo)-1,3-butadien (41), 2-Dibrom-3,4,4-triklor-1-(oktiltiyo)-1,3-butadien (42), 1,2-Dibrom-3,4,4-triklor-1-(desiltiyo)-1,3-butadien (43), 1,2-Dibrom-3,4,4-triklor-1-(dodesiltiyo)-1,3-butadien (44), 1,2-Dibrom-3,4,4-triklor-1-(hekzadesiltiyo)-1,3-butadien (45), 1,2-Dibrom-3,4,4-triklor-1-(oktadesiltiyo)-1,3-butadien (46), 1,2,4-Tribrom-3,4-diklor-1(hekzadesiltiyo)-1,3-butadien (47) ve 1,2,4-Tribrom-3,4-diklor-1(oktadesiltiyo)-1,3-butadien (48) bileşiklerini elde ettik. (46) ve (48) bileşiklerinin 3-klorperbenzoikasit (metaklorperbenzoikasit) (m-CPBA) ile 1:1 oranındaki reaksiyonlarından sırasıyla, yeni 1,2-Dibrom-3,4,4-triklor-1-(oktadesilsülfinil)-1,3-butadien (49) ve 1,2,4-Tribrom-3,4-diklor-1-(oktadesilsülfinil)-1,3-butadien (50) elde edildi.

Çalışmamızın son aşamasında ise, daha önce elde etmiş olduğumuz tris- ve tetrakis (ariltiyo) butadien bileşiklerinden apolar çözücü içinde ve K-tert butoksit etkisi altında HCl eliminasyonu sonucu yeni tris- ve tetrakis (ariltiyo) butatrien bileşikleri elde ettik. 9, 10, 15 ve 18 bileşiklerinin K-tert butoksitle reaksiyonları sonucu yeni 1-klor-1,4,4-tris(4-bromfeniltiyo) butatrien (51a), 1-klor-1,4,4-tris(4-florfeniltiyo) butatrien (52a), 1-klor-1,4,4-tris(2-naftiltiyo) butatrien (53a) ve 1,1,4,4-tetrakis(4-bromfeniltiyo) butatrien (54) bileşikleri elde edildi. Yapılan spektroskopik çalışmalar sonucu elde edilen 51a, 52a, 53a butatrienil halojen bileşiklerinin oda sıcaklığında ve katalizöre gerek olmaksızın çözücü içerisinde bekletildiklerinde solvoliz olarak tiyosübstitüe butenin yapısındaki 2-klor-1,1,4-tris(4-bromfeniltiyo)-1-buten-3-in (51b), 2-klor-1,1,4-tris(4-florfeniltiyo)-1-buten-3-in (52b), 2-klor-1,1,4-tris(2-naftiltiyo)-1-buten-3-in (53b) bileşiklerine kısmen izomerize oldukları doğrulandı. Daha sonra elde edilen 51a ve 54 butatrien bileşiklerine iyodun elektrofilik katılması sonucu 2,3-diiyod-4-klor-1,1,4-tris(4-bromfeniltiyo)-1,3-butadien (55) ve 2,3-diiyod-1,1,1,4-tetrakis(4-bromfeniltiyo)-1,3-butadien (56) elde edildi.

Oluşan bu yeni ürünler kristallendirme veya kolon kromotografisi yöntemlerinden biriyle saflaştırıldı. Yapıları mikroanaliz ve spektroskopik yöntemler (IR, 1H-NMR, 13C-NMR, UV ve MS) ile aydınlatıldı.
 

The Synthesıs Of The New Thıosubstıtuted Dıenes, Butenynes And Butatrıenes

In our study, we used 2H-1,1,3,4,4-pentachloro-buta-1,3-dien (3) ve 2H-1,1,3,4-tetrachloro-4-bromo-buta-1,3-dien (6) as starting material.

First of all, the reactions of polyhalogeno butadienes with various aliphatic and aromatic thiols was investigated. The reaction of 2H-1,1,3,4,4-pentachloro-buta-1,3-dien (3) with one molar equivalent of p-bromo thiophenol (7) in the presence of NaOH in ethanol at room temperature was carried out to give 1,1,2-trichloro-4-(4-bromophenylthio)-1-buten-3-yne (8). 1,2-dichloro-1,4,4-tris(4-bromophenylthio)-buta-1,3-dien (9), 2-chloro-1,1,4,4-tetrakis(4-bromophenylthio)-buta-1,3-dien (10) and 1,1,2,4,4-pentakis(4-bromophenylthio)-buta-1,3-dien (11) were obtained from the reaction of 2H-1,1,3,4,4-pentachloro-buta-1,3-dien (3) with three molar equivalent of p-bromo thiophenol (7) at same conditions.

The reaction of 2H-1,1,3,4,4-pentachloro-buta-1,3-dien (3) with one molar equivalent of p-floro thiophenol (12) in the presence of NaOH in ethanol at room temperature was performed to give 1,1,2-trichloro-4-(4-florophenylthio)-1-buten-3-yne (13) and 1,1,2,4-tetrachloro-4(4-florophenylthio)-1,3-butadien (14). 1,2-dichloro-1,4,4-tris(4-florophenylthio)-1,3-butadien (15) was obtained from the reaction of 2H-1,1,3,4,4-pentachloro-1,3-butadien (3) with three molar equivalent of p-floro thiophenol (12) at same conditions.

The reaction of 2H-1,1,3,4,4-pentachloro-buta-1,3-dien (3) with one molar equivalent of 2-naphthyl mercaptan (16) in the presence of NaOH in ethanol at room temperature was carried out to give 1,1,2-trichloro-4-(2-naphthylthio)-1-buten-3-yne (17). 1,2-dichloro-1,4,4-tris(2-naphthylthio)-buta-1,3-dien (18) was obtained from the reaction of 2H-1,1,3,4,4-pentachloro-buta-1,3-dien (3) with three molar equivalent of 2-naphthyl mercaptan (16) at same conditions.

The reaction of 2H-1,1,3,4,4-pentachloro-buta-1,3-dien (3) with one molar equivalent of cyclohexyl mercaptan (19) in the presence of NaOH in ethanol at room temperature was carried out to give 1,1,2-trichloro-4-(cyclohexylthio)-1-buten-3-yne (20). 1,2-dichloro-1,4,4-tris(cyclohexylthio)-buta-1,3-dien (21) was obtained from the reaction of 2H-1,1,3,4,4-pentachloro-buta-1,3-dien (3) with three molar equivalent of cyclohexyl mercaptan (19) at same conditions.

Monothiosubstituted butenyne compounds, 1,1,2-trichloro-4-(octylthio)-1-buten-3-yne (28), 1,1,2-trichloro-4-(decylthio)-1-buten-3-yne (30), 1,1,2-trichloro-4-(dodecylthio)-1-buten-3-yne (32), 1,1,2-trichloro-4-(hexadecylthio)-1-buten-3-yne (34) and 1,1,2-trichloro-4-(octadecylthio)-1-buten-3-yne (36) were synthesized from the reactions of equimolar amounts of 2H-1,1,3,4,4-pentachloro-buta-1,3-dien (3) with aliphatic thiols such as octanthiol (27), decanthiol (29), dodecanthiol (31), hexadecanthiol (33) and octadecanthiol (35) in NaOH-ethanol solution.

Similarly, 1-bromo-1,2-dichloro-4-(decylthio)-1-buten-3-yne (37), 1-bromo-1,2-dichloro-4-(hexadecylthio)-1-buten-3-yne (38), 1-bromo-1,2-dichloro-4-(octadecylthio)-1-buten-3-yne (39) were synthesized from the reactions of equimolar amounts of 2H-2H-1,1,3,4-tetrachloro-4-bromo-1,3-butadien (6)with aliphatic thiols such as decanthiol (29), hexadecanthiol (33) and octadecanthiol (35) in NaOH-ethanol solution.

In the following step, monothiosubstituted polyhalogeno butadiene derivatives, 1,2-Dibromo-3,4,4-trichloro-1-(4-bromophenylthio)-1,3-butadien (40), 1,2-Dibromo-3,4,4-trichloro-1-(2-naphthylthio)-1,3-butadien (41), 2-Dibromo-3,4,4-trichloro-1-(octilthio)-1,3-butadien (42), 1,2-Dibromo-3,4,4-trichloro-1-(decylthio)-1,3-butadien (43), 1,2-Dibromo-3,4,4-trichloro-1-(dodecylthio)-1,3-butadien (44), 1,2-Dibromo-3,4,4-trichloro-1-(hexadecylthio)-1,3-butadien (45), 1,2-Dibromo-3,4,4-trichloro-1-(octadecylthio)-1,3-butadien (46), 1,2,4-tribromo-3,4-dichloro-1-(hexadecylthio)-1,3-butadien (47) and 1,2,4-tribromo-3,4-dichloro-1-(octadecylthio)-1,3-butadien (48) were synthesized from the bromination of monothiosubstituted butenyne compounds in apolar solvent. The new compounds 1,2-Dibromo-3,4,4-trichloro-1-(octadecylsulfinyl)-1,3-butadiene (49) and 1,2,4-Tribromo-3,4-dichloro-1-(octadecylsulfinyl)-1,3-butadiene (50) were synthesized from the reaction of (46) and (48) with 3-chloroperbenzoicacid (m-CPBA) (1:1).

In the last step of our study, tris- and tetrakis- thiosubstituted butatriene compounds, 1-chloro-1,4,4-tris (4-bromophenylthio) butatrien (51a), 1-chloro-1,4,4-tris (4-fluorophenylthio) butatrien (52a), 1-chloro-1,4,4-tris (2-naphtylthio) butatrien (53a) and 1,1,4,4-tetrakis (4-bromophenylthio) butatrien (54) were formed by HCl elimination in the presence of K-tert-butylate from tris- and tetrakis- thiosubstituted butadienes 9, 10, 15 ve 18. Spectroscopic analyse results confirmed that tris-thiosubstituted butatrienyl halides 51a, 52a, 53a partly isomerize to the tris (thio) butenyne compounds, 2-chloro-1,1,4-tris(4-bromophenylthio)-1-buten-3-yne (51b), 2-chloro-1,1,4-tris(4-fluorophenylthio) -1-buten-3-yne (52b), 2-chloro-1,1,4-tris (2-naphthylthio) -1-buten-3-yne (53b) at room temperature, in a solvent medium and without catalyst. The iodination reaction of butatriene compounds 51a and 54 were performed in apolar solvent at room temperature to give 2,3-diiodo-4-chloro-1,1,4-tris(4-bromophenylthio)-1,3-butadien (55) and 2,3-diiodo-1,1,1,4-tetrakis(4-bromophenylthio)-1,3-butadien (56).

The novel products were purified either crystallization or via column chromatography. Structure of these novel products were characterized by microanalysis, spectroscopic methods (IR, 1H-NMR, 13C-NMR, UV and MS).
YILDIZ Tülay
Danışman : Prof.Dr. Ayşe Yusufoğlu

Anabilim Dalı : Kimya

Programı (Varsa) : Organik Kimya

Mezuniyet Yılı : 2010

Tez Savunma Jürisi : Prof.Dr. Ayşe YUSUFOĞLU

: Prof.Dr. Süleyman TANYOLAÇ

: Prof.Dr. Nüket ÖCAL

: Prof.Dr. Zuhal TURGUT

: Prof.Dr. Cemil İBİŞ

Değişik Asimetrik Yöntemlerle Bazı Kiral Mono- Ve Diollerin Sentezi

Bu tez projesinde değişik konfigürasyona sahip enantiyomerce yüksek zenginlikte kiral mono ve diollerin asimetrik sentezleri yapılmıştır. Kiral mono- ve dioller, biyolojik aktif ve doğal moleküllerin sentezinde başlangıç maddesi veya ara ürün olabilecekleri gibi kiral ligand olarak da asimetrik sentezlerde büyük oranda kullanılırlar, bu nedenle elde edilen enantiyomerce zengin kiral alkoller ilaç, besin, kozmetik, tarım ve analitik çözüm dallarında günden güne artan bir öneme sahiptirler.

Tez konusu olan kiral mono- ve diollerin enantiyomerik sentezleri için üç değişik asimetrik sentez yöntemi denenmiştir. Başlangıç maddesi olarak farklı yapıda prokiral monoketonlar ile 1,2- ve 1,3- diketonlar kullanılmıştır. Monoketonlar Friedel Crafts açilleme reaksiyonuna göre, diketonlar ise olefinlerin KMnO4 ile oksidasyonuna göre elde edilmişlerdir. Uygun türde seçilen kiral ligandlar ile modifiye edilmiş kiral NaBH4 ve kiral BH3 (boran) katalizörü ile iki farklı asimetrik indirgenme yapılmıştır ve ayrıca uygun enzim seçilerek biyolojik yöntem uygulanmıştır, sonuçlar karşılaştırılmıştır.

Sentezlenen yeni bileşiklerin yapıları IR, 1H-NMR, 13C-NMR, kütle spektroskopisi, elementel analiz ve kiral HPLC ve GC yöntemleriyle aydınlatılmıştır.

Bu tez çalışmasında toplam 43 adet orijinal bileşik sentezlenmiştir. Bunların 36 adedi orjinal kiral bileşiktir.
 

Synthesis Of Some Chiral Mono- And Diols By Different Asymmetric Methods
In this thesis, the asymmetric synthesis of high enantiopure chiral mono and diols of different configuration are done. Enantiomerically enriched chiral mono and diols, can be used as starting materials or intermediates in synthesis of various biological active and natural compounds and as chiral ligand in asymmetric synthesis with a high percent, therefore chiral alcohols gain a great importance increasingly in food, drug, cosmetic, agrochemical and analytical solution areas.

For enantiomeric synthesis of chiral mono-and diols subjected in this study, three different methods are used. As starting materials, prochiral monoketones, 1,2- and 1,3-diketones of different structure are used. Monoketones are obtained by Friedel Craft acylation, diketones are obtained by oxidation of olefines with KMnO4. Two different asymmetric reduction methods by selecting chiral NaBH4 and chiral BH3 catalyst modified with appropriate types of chiral ligands and one biological method with suitable enzyme selected are applied and these results are compared with each other.

The structures of all synthesized compounds have been clarified by IR, 1H-NMR, 13C-NMR, MS, elemental analysis and chiral HPLC and GC methods.

In this study, it has been synthesized total 43 original compounds. 36 number of these are original chiral compounds.

KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

ALBAYRAK ARI Gülşen

Danışman :Prof. Dr. İsmail Aydın

Anabilim Dalı :Kimya Mühendisliği

Programı :Proses ve Reaktör Tasarımı

Mezuniyet Yılı :2010

Tez Savunma Jürisi :Prof.Dr. İsmail Aydın

:Prof.Dr. Mehmet Ali Gürkaynak

:Prof.Dr. Muzaffer Yaşar

:Prof. Dr. Salih Dinçer

:Prof. Dr. Tuncer Erciyes

Polimer Nanokompozitlerin Özelliklerine Değişik Nanopartiküllerin Etkisinin İncelenmesi

Nanoteknolojide katedilen ilerlemeler polimer nanokompozitleri, sanayide ve bilim dünyasında kompozit malzemelere yönelik yapılan çalışmalar arasında önde gelen araştırma konularından biri haline getirmiştir. Polimer matris içerisinde nanopartiküllerin homojen dağılımının sağlanamaması polimer nanokompozitlerin hazırlanmasında karşılaşılan en büyük problemlerden biridir. Nanopartiküllere yüzey modifikasyonu yaparak aşılmaya çalışılan bu problem, bazı ısıl ve mekanik özelliklerde kayıba neden olmaktadır. Bu nedenle, bu tez çalışmasında yüzey modifikasyonu yapılmamış mikro- ve nano-partiküller kullanılarak elde edilen polivinil klorür (PVC) kompozitlerinin özellikleri partikül boyutu bakımından karşılaştırmalı olarak incelenmiştir.

Bu çalışmada, PVC / kalsiyum karbonat (CaCO₃) ve PVC/ silisyum dioksit (SiO₂) mikro ve nano-kompozitleri farklı partikül boyutlu dolgu maddeleri kullanılarak, tork reometresinde eriyik harmanlama yöntemi ile hazırlanmış ve kompozitlerin erime, reolojik, mekanik ve ısıl özellikleri incelenmiştir. Dolgu maddesi olarak 40 nm, 290 nm, 1.9 µm ve 3 µm ortalama partikül büyüklüğüne sahip yüzey modifikasyonu yapılmamış dört çeşit CaCO₃ ve 25 nm, 250 nm, 1 µm ve 1.5 µm ortalama partikül büyüklüğüne sahip yüzey modifikasyonu yapılmamış dört çeşit SiO₂ kullanılmıştır. Ayrıca aluminyum hidroksitin (ATH), PVC mikro- ve nano-kompozitlerinin ısıl özelliklerinde ve hidrojen klorür (HCl) eliminasyonunda meydan getirdiği değişimlerin belirlenmesi için ATH katkı maddesi olarak kullanılmıştır.

Hazırlanan kompozitlerin özellikleri tork reometresi, taramalı elektron mikroskopu (SEM), termogravimetrik analiz (TGA) ve mekanik test cihazı (universal testing machine) ile incelenmiştir. Ayrıca örneklerin yoğunlukları ve HCl eliminasyonları belirlenmiştir.

Eriyik harmanlamanın gerçekleştirildiği tork reometresinde tork değişimleri ayrıntılı olarak incelenerek kompozitlerin erime özellikleri belirlenmiş ve tork reometresinin tanımlanmış geometrisi için belirlenmiş denklem ve veriler kullanılarak çeşitli reolojik özellikleri hesaplanmıştır. Kompozitlerin erime süresinin ve sıcaklıklarının her iki tür dolgu maddesi için de partikül boyutunun düşmesi ile azaldığı ancak erime ve denge tork değerlerinin arttığı tespit edilmiştir. PVC kompozitlerinin tork reometresinden yararlanarak hesaplanan viskozite-kesme hızı ve kesme gerilimi-kesme hızı ifadelerinden bütün kompozitlerin pseudoplastik davranış gösterdiği, her iki tür dolgu maddesi için de partikül boyutunun düşmesi ile kompozitlerin power law indeks değerlerinin arttığı en küçük partikül boyutuna sahip dolgu maddelerini içeren Ca-40 ve Si-25 nanokompozitlerinin bu duruma uymadıkları tespit edilmiştir.

Kompozitlerin SEM ile gerçekleştirilen yapı analizlerinde dolgu maddelerinde yüzey modifikasyonu olmamasına rağmen az miktarda agregat/küme oluşumu ile iyi bir partikül dağılımı gerçekleştiği tespit edilmiştir. Ortalama partikül boyutu 40 nm olan CaCO₃ ve 25 nm olan SiO₂’i içeren PVC/CaCO₃ ve PVC/SiO₂ nanokompozitlerinde diğer kompozitlere oranla daha büyük ve daha fazla miktarda agregat/küme oluştuğu gözlenmiştir. Kompozitlerin mekanik özelliklerinde partikül türü, boyutu ve polimer matris içinde dağılımına bağlı olarak değişimler gözlenmiştir. Saf PVC ile karşılaştırıldığında, CaCO₃ ilavesinin çekme dayanımını % 10±2 oranında arttırdığı ve CaCO₃ ortalama partikül boyutunun dayanımı fazla değiştirmediği gözlenmiştir. SiO₂ partiküllerinin ise partikül boyutuna bağlı olarak çekme dayanımını % 10 oranına kadar arttırdığı tespit edilmiştir. CaCO₃ ve SiO₂ kullanımının kopma uzaması ve elastik modülü değerini yükselttiği, genel olarak kullanılan CaCO₃ ve SiO₂ partiküllerinin ortalama partikül boyutunun düşmesi ile kopma uzamasının azaldığı ve elastik modülünün arttığı tespit edilmiştir.

Kompozitlerin ısıl özelliklerinin dolgu maddesi ortalama partikül boyutunun düşürülmesi ile iyileştiği tespit edilmiştir. HCl eliminasyon testlerinde, PVC/SiO₂ kompozitlerinin HCl eliminasyon miktarlarında meydana gelen düşmenin PVC/CaCO₃ kompozitlerine göre daha fazla olduğu ve her iki tür dolgu maddesi içinde ortalama partikül boyutunun küçülmesi ile bu düşüş miktarında artış meydana geldiği tespit edilmiştir.
 

Investigation of the Effects of Various Nanoparticles on Properties of Polymer Nanocomposites

Improvements in the nanotechnology have made the “polymer nanocomposites” to be the prominent research topic amongs the composite material research in the industry and academia. The homogenous dispersion of nanoparticles in a polymer matrix is one of the major problem encountered during the preparation of the polymer nanocomposites. To overcome this problem by surface modification of nanoparticles leads to decrease in some thermal and mechanical properties of polymer nanocomposites. Hence, in this thesis study, properties of PVC composites prepared with micro- and nano-particles without surface modification investigated comparatively with regard to particle size.

In this study, polyvinyl chloride (PVC)/calcium carbonate (CaCO₃) and PVC/silisium dioxide (SiO₂) micro- and nano-composites were prepared by melt processing method in a torque rheometer by using different particle sizes of fillers and fusion, rheological, mechanical and thermal properties of the composites were investigated. Four kinds of CaCO₃ with an average particle size of 40 nm/290 nm/1.9 µm/ 3 µm and four kinds of SiO₂ with an average particle size of 25 nm/250 nm/1 µm/ 1.5 µm were used as fillers and all of the fillers had no surface treatment. In addition, aluminum hydroxide (ATH) were used as an additive to determine the effects on the thermal properties and HCl elimination of PVC micro- and nano-composites.
The properties of the as-prepared polymer nanocomposites were investigated by using torque rheometer, scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetry analysis (TGA) and universal tensile test machine. And also, density and HCl elimination of composites were determined.

Fusion properties of the composites were determined by analyzing the change of torque in the torque rheometer ,in which melt blending was done. The various rheological units calculated by using equation and data depending on the given geometry of rheometer. It was found that the fusion time and temperature of composites decreased with decreasing the average particle size of each fillers, but in contrast fusion torque and melt torque values increased. For all composites, pseudoplastic behavior observed from the viscosity-shear rate and shear stress-shear rate changes calculated from torque rheometer. It was also determined that power law index values of these composites increased with decreasing the average particle size of fillers except Ca-40 and Si-25 nanocomposites including the smallest particle size of each filler.

It was seen from the SEM analysis of the nanocomposites that the particles were well dispersed accompanied with formation of little aggregate/cluster in the PVC matrix despite of no surface modification of filler. And also, it was observed that the CaCO₃ particles with particle size of 40 nm and the SiO₂ particles with particle size of 25 nm were more aggregated or bigger clustered than other kinds of fillers. The tensile test illustrated that the mechanical properties of the composites changed according to particle type, size and dispersion in the polymer matrix. Compared with pure PVC, the addition of CaCO₃ to composites increased the tensile strength in about 10±2 % and it was seen that the particle size of CaCO₃ don’t effect the tensile strength for these composites. In case SiO₂ particle, the tensile strength increased up to 10 % with regard to pure PVC according to the particle size of SiO₂. Elastic modulus and elongation at break increased with both addition of CaCO₃ and SiO₂ and generally the decrease in the particle size of these fillers resulted with the increase in the elastic modulus and the decrease in the elongation at break.

It was found that thermal properties of composites were enhanced with decreasing the average particle size of fillers. The decrease of HCl elimination amount of PVC/SiO₂ composites were more than PVC/CaCO₃ composites and this decrease increased with decreasing the particle size of each fillers

 JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
BULKAN Özlem
Danışman : Prof. Dr. M. Namık YALÇIN

Anabilim Dalı : Jeoloji Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2010

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. M. Namık YALÇIN

: Prof. Dr. Sinan ÖNGEN

: Prof. Dr. Namık ÇAĞATAY

: Prof. Dr. Oya ALGAN

: Prof. Dr. Mehmet SAKINÇ

Marmara Gölü (Manisa) Çökellerinin Jeokimyasal Özellikleri Ve Yörenin Kuvaternerdeki Paleo-Ekolojik Evrimi

Gölmarmara Gölü çökel istifi ve çevresindeki Kuvaterner yaşlı birimler, Batı Anadolu’nun Kuvaterner boyunca geçirdiği ortamsal değişimlerin ayrıntılı jeolojik kayıtlarını barındırmaktadır. Bu çalışma kapsamında, gölsel istifin ayrıntılı organik/inorganik jeokimyasal özelliklerine ağırlık verilerek, göl ve çevresinin paleo-ortamsal ve paleo-ekolojik tarihçesi ile bölgedeki iklimsel değişimler değerlendirilmiştir.

u bağlamda ilk olarak gölün batimetrisi oluşturulmuş, gölün her iki havza merkezini karakterize eden iki uzun karot alınmış, jeokronolojik yöntemlerle gölsel istif tarihlendirilmiştir. Daha sonra çalışmanın amacı doğrultusunda, çok disiplinli bir yaklaşımla, göl çökellerinin mineralojik, organik jeokimyasal (temel ve moleküler), inorganik jeokimyasal ve fiziksel özellikleri, analizlerle değerlendirilmiştir. Bunun yanısıra göl çevresindeki Pliyo-Kuvaterner istifleri de temel sedimentolojik özellikleri doğrultusunda incelenmiştir. Tüm saha gözlemleri ve analitik değerlendirmeler göl ve çevresinin paleo-ekolojik evrim modelinin ortaya konulmasında kullanılmıştır.

Sonuç olarak Holosen’in ilk dönemlerindeki (9000-7500YÖ) Gölmarmara Gölü ve çevresi ile yakın geçmişteki koşullar (2000YÖ-günümüz) arasında farklılıklar saptanmıştır. Aradaki 5500 yıllık dönemde ise Gölmarmara Gölü kurumuştur. En belirgin çevresel değişimler, göl çevresindeki otçul bitki örtüsünün yerini son 2000 yılda ormanlara bırakması, su kütlesi ve/veya çevresinde C4 bitkilerinin ortaya çıkması, yüzeysel ayrışma ve rüzgar erozyonundaki değişimler olarak sayılabilir. Ayrıca göl kimyasında ve üretkenliğinde de önemli değişimler meydana gelmiştir. Bunlardan en önemlileri, Holosen başlarında tuzlu su karakterindeki göl suyunun, Holosenin sonlarına doğru tatlı su karakteri kazanması ve değişken redoks koşullarının daha oksik ve duraylı bir özelliğe geçmesi olarak sayılabilir. Bu değişimlerde gölün hidrolojik koşullarının değişiminin önemli rolü bulunmaktadır. Son 1000 yıllık dönemde göl sisteminde daha açık hidrolojik koşullara geçilmiştir. Bu değişimler aynı zamanda suda yaşayan canlı çeşitliliğine de etki etmiştir. Günümüze doğru birincil organik madde üretiminde artış gerçekleşmiş (dinostreol ve/veya brassicasterol), köklü makrofit türleri, yerlerini tutunan/yüzen türlere bırakmıştır. Gölün tüm paleo-ekolojik özellikleri ışığında Gölmarmara Gölünün 9000-7500YÖ arasında bataklıklarla çevrili küçük bir göl olduğu anlaşılmaktadır. Gölün kurumasına neden olan etkenlerin (iklim ve/veya tektonizma) ortadan kalkması 2000 yıl öncesinde gerçekleşmiştir. 2000-1800YÖ arasında iklimde ani bir nemlilik gelişmiş, C3 bitkileri baskın hale gelmiştir. Son 1000 yıllık dönemde ise gölün hidrolojik koşullarında değişimler belirlenmiştir. Bu döneme kadar kapalı bir göl karakteri taşıyan Gölmarmara Gölü daha açık bir göl sistemi haline gelmiştir. Bu evrede de hem iklimin hem de tektonik hareketlerin rolünün olabileceği açıktır.

Geochemıcal Propertıes Of Lake Marmara (Manısa) Sedıments And Paleo-Ecologıcal Evolutıon Of The Area In Quaternary

Golmarmara Lake sediments and neighbouring young deposits have preserved high resolution records of paleoenvironmental changes in Western Anatolia during Quaternary. Within the help of detailed organic and inorganic geochemical proxies, not only paleo-environmental and paleo-ecological history of the study area but also paleo climatic changes of that particular region are investigated.

First, a bathimetry map of the lake has has been established and two long cores were collected from two depo-centers. These cores were dated by using geochronological methods. Additionally, Plio-Quaternary deposits around the lake were investigated via sedimentological proxies. Towards the main objectives of the study, mineralogical, organic (bulk and molecular)/inorganic geochemical and physical properties of the lake sediments were determinated by multi-disciplinary approaches. Field observations and analytical results were used to reconstruct the paleo-ecological evolution model of the lake and its surroundings.

The investigations showed that environmental conditions at the beginning of Holocene (9000-7500 years BP) and those of more recent time periods (2000 BP-present) were quite different. During 5500 years long time gap without any sedimentation indicates that the Golmarmara Lake was probably dried out. Major differences are related to the changes of plants from grass to forests, the appearance of C4 plants within the lake and at surroundings during the last 2000 years period, changes in weathering and wind erosion process. Furthermore, lake chemistry and organic matter productivity had changed. Lake water salinity decreased and dissolved oxygen amount increased during the last 2000 years. Hydrological conditions, which were also changing, affected chemical properties of the water column. Hydrology of the lake had also changed towards more open water conditions, through the past 1000 years. Such changes caused changes in biodiversity during the lake. From past to the present, primary organic matter productivity has increased in (algae and/or diatoms), emergent macrophytes disappeared and submerged/floating water plants became dominated. It could be concluded that Golmarmara Lake was a small lake surrounded by swamps during the time period between 9000 to 7500BP. The processes (climatic and/or tectonic origin) which resulted dryness of the lake disappeared at approximately 2000BP. A strong and fast increase of the humidity took place between 2000-1800BP and C3 plants became dominant. This was probably related with changing climatic and tectonic conditions. Red coloured paleosols around the lake also reflect effects of long termed climatic changes. Alluvial deposits at the north-west and the east of the lake indicate that hydrological conditions were very effective during certain periods.

JALBAA Undariya
Danışman : Prof. Dr. İzver ÖZKAR ÖNGEN, Dr. Khand YONDON

Anabilim Dalı : Jeoloji Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2010

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. İzver ÖZKAR ÖNGEN

: Prof. Dr. Atike NAZİK

: Prof. Dr. M. Namık YALÇIN

: Prof. Dr. Mehmet SAKINÇ

: Prof. Dr. Hayrettin KORAL

Ondaisair Ve Sainshand Bölgelerinin (Güney Moğolistan) Kretase Yaşlı Karasal Ostrakodları Ve Biyostratigrafisi

Güney Moğolistan’da oldukça geniş yüzleklere sahip olan Kretase istifleri (Alt Kretase-Üst Kretase) Sainshand ve Ondaisair bölgelerinde geniş bir yayılım gösterir.

Sainshand Bölgesinde temelde, Paleozoyik yaşlı volkanik ve sedimenter kayaçlar bulunur. Bu birimlerin üzerine uyumsuz olarak Üst Jura yaşlı granit, volkanik çakıltaşı, çamurtaşı ve kumtaşlarından oluşan Sharilin Formasyonu gelir. Bunun da üzerinde Kretase yaşlı istif; karasal tatlı su çökellerin oluşturduğu Tsagaantsav Formasyonu (Valanjiniyen-Berriasiyen), bunların üzerinde de trakibazalt, trakiandezit, bazalt ve kumtaşlarından oluşan Shinekhudag Formasyonu (Hotriviyen-Barremiyen) uyumlu olarak yeralır. Kretase istifi kumtaşı ve kumlu kiltaşlarından oluşan Khokhteeg Formasyonu (Apsiyen-Albiyen) ile çamurtaşlarından oluşan Bayanshiree Formasyonu (Türoniyen) ve kumtaşı, çamurtaşları içeren Baruungoyot Formasyonu (Kampaniyen) ile sonlanır. Kretase birimleri çakıl, kum, kil ve milden oluşan Kuvaterner çökelleri ile uyumsuz örtülmüştür.

Ondaisair Bölgesinin temelinde ise; Erken-Orta Rifiyen yaşlı granodiyorit ve gnayslar yeralır. Bu birimlerin üzerinde uyumsuz olarak gnays, granit, trakibazalt, trakidasit, riyolit, trakiriyodasit, dasitlerden oluşmuş Ulagchin masifi (Alt Permiyen) bulunur. Kumtaşı, miltaşı, kireçtaşlarından oluşan Bagantuul Formasyonu (Alt Permiyen) ile uyumsuz olarak devam eder. Kumtaşlarından oluşmuş Bakhar Formasyonu (Alt-Orta Jura) ile riyolit, trakiriyolit kumtaşı, kireçtaşı, çamurtaşlarından oluşan Tsagaantsav Formasyonu (Valanjiniyen-Berriyasiyen) daha yaşlı birimleri uyumsuz olarak örtmektedir. Bunların üzerinde bazalt, trakibazalt, miltaşı, çamurtaşı, kumtaşlarından oluşan Shinekhudag Formasyonu (Hotriviyen-Barremiyen) ile volkanik breş, bazalt, trakibazalt, kumtaşı, miltaşı, kireçtaşlarından oluşmuş Khokhteeg Formasyonu (Apsiyen-Albiyen) bulunmaktadır. Bölgedeki Senozoyik yaşlı istif trakibazalt, bazalt, kiltaşı ve karbonlu kumtaşlarından oluşan Oligosen, kumtaşı, killi kumtaşı, silt ve çakıltaşlarından oluşmuş Neojen ile çakıl, kum, kil ve mil içeren Kuvaterner çökelleri ile temsil edilmiştir.

Bu çalışmada Güney Moğolistan’ın Ondaisair ve Sainshand Erken Kretase yaşlı sedimentlerinden alınmış olan 18 adet Ölçülmüş Stratigrafi Kesitinde ostrakod topluluklarının dağılımları incelenerek sistematik açıdan ostrakodlara ait 4 cins ve 11 tür tespit edilmiştir. Yapılan mikropaleontoloji incelemelerinde ilk verilere göre belirlenen ancak tanımlanamayan Rhinocypris sp1? bu çalışma ile Ondaisair ve Sainshand bölgeleri için Rhinocypris izverae n.sp., olarak tanıtılan yeni bir ostrakod tür kayıtıdır.

İnceleme kapsamında ayrıca, Alt Kretase formasyonlarından alınan ölçülmüş stratigrafi kesitleri ile derlenen sistematik örneklerin cins ve türleri Avrasya’ya ait (İngiltere, Fransa, Almanya, Danimarka, Polonya, Afganistan, Güney Sibirya, Baykal ve Çin) bulunan aynı yaşlı ostrakod toplulukları ile karşılaştırıldığında çok sayıda ortak cins ve türlerin varlığını ve ortam benzerliklerini de ortaya koymuştur.

Ondaisair Bölgesinin Cypridea copulenta ve C. unicostata türleri ile Sainshand Bölgesinin C. copulenta, C. unicostata, C. trita ve C. vitimensis türlerinde duraylı izotop analizleri yapılmıştır. Bu bölgelerden derlenen sediment örneklerinin içerdiği ostrakodlara ait 18O değerleri ile 13C izotopları birlikte değerlendirildiğinde tatlı-acı su ortam koşullarındaki gölde zaman içinde tuzlulukta azalma olduğu görülmektedir. Bu veriler ayrıca, Sainshand Bölgesinde iklim sıcak ve kurak iken, tatlı su ortamının geliştiğini, Ondasair Bölgesinde ise; iklimin Shainshand Bölgesine göre daha kurak ve aşırı buharlaşmanın olduğunu da düşündürmektedir. Tarihlendirme için toplam üç adet bazalt örneğinde Ar39/Ar40 yöntemi kullanılarak Shinekhudag Formasyonu’nun yaşı 1315 M.y (Hotriviyen-Barremiyen) bulunmuştur. İlk kez saptanan bu radyometrik yaş bulgusu ile Sainshand ve Ondaisair bölgelerinin ostrakod cins ve türlerinin karşılaştırılması sonucunda Hotriviyen-Barremiyen yaşları bölgenin için kesinlik kazanmıştır. Moğolistan’ın bu yörelerinde Mesozoyik’in Üst Jura-Alt Kretase olarak tanımlanan (Sinitsa, 1993) ayırtlanmamış birimlerinde Alt Kretase’nin varlığı da belirlenmiştir.
Continental Lower Cretaceous Ostracods And Biostratigraphy Of The Ondaisair And Sainshand Regions, Southern Mongolia

The Cretaceous deposits (Lower Cretaceous-Upper Cretaceous), which are widespread and well developed in southern Mongolia, are widely manifested in the Sainshand and Ondaisair areas.

The basement of the Sainshand area is consists of volcanic and sedimentary rocks of Paleozoic age. Unconformably above the basement, lies the Sharilin formation (Upper Jurassic) which is composed of granit, volcanic gravel, mudstone and sandstone. The overlying non marine sedimentary rocks, the Tsagaantsav formation (Valanginian- Berriasian) which is conformably overlain by the Shinekhudag formation (Hauterivian-Barremian). The Shinekhudag formation consists of trachybasalt trachyandesite, basalt claystone and sandstone. The sequence conditions conformably by the Cretaceous Khokhteeg formation (Aptian-Albian), which is composed claystones and clayceous sandstones. İt is overlain by the Bayanshiree formation (Turonian), which passes upward into mudstones and claystones of the Baruungoyot Formation (Campanian). The Quaternary consists of gravel sand clay and silt overlying the Cretaceous formations.
The Ondaisair area basement is made of Middle-Late Riphean granodiorite and gneiss. The Ulagchin massif (Lower Proterozoic) consists of gneiss, granit, trachybasalt, trachyandesite, rhyolite, trachyrhyodasite, dasite and is unconformably overlain by the Middle-Late Riphean units. Unconformably above it there is the Bakhar formation (Lower-Middle Jurassic) which consists of rhyolite, trachyrhyolite sandstone, limestone and mudstones. The overlying Tsagaantsav Formation (Valanginian- Berriasian) is composed of rhyolite, trachyrhyolite sandstone, limestone and mudstones, which is in turn conformably overlain by basalt, trachybasalt, claystone limestone and mudstones Shinekhudag Formation (Hauterivian-Barremian). Upword in the sequence there is the Khokhteeg Formation (Aptian-Albian) consisting of volcanic breccia basalt, trachybasalt, sandstone, claystone and limestones. The uppermost unit Cenozoic consists of Oligocene aged basalts, claystone and carbonaceous sandstones, Neocene aged sandstone clayceous sandstone siltstone gravels and Quaternary aged alluvial deposits.

In this study, ostracoda distributions were determined along eighteen stratigraphic cross sections, measured the Ondaisair and Sainshand areas in the Southern Mongolia. Four being genus and eleven species of ostracods were identified during the systematic investigations. The new species Rhinocypris sp1? described as Rhinocypris izverae n.sp., from the Shinekhudag Formation (Hauterivian-Barremian) were found in micropaleontological examinations. This new species is new ostracoda from Ondaisair and Sainshand areas.

Lower Cretaceous Ostracods types and species from the study areas are correlated and found similar to those ostracods identified in Eurasian (France, England, Germany, Argentina, Poland, Afghanistan, Southern Baikal, Mongolia, and China).

Oxygen and Carbon stable isotope analysis were carried out on Cypridea copulenta and C. unicostata species from the Ondaisair area and on C. copulenta, C. unicostata, C. trita and C. vitimensis species from the Sainshand area. 18O values of the ostracoda support fresh water-brackish water conditions of lake environment in the study areas. 13C values are indicating that the salinity of the lake water has decreased. The data especially show that Sainshand areas climate was warm and dry with fresh water conditions and the Ondasair areas climate was warmer and drier than the Sainshand area with excessive evaporation conditions.

Ar39/Ar40 age determination analyses were applied to three basalt samples. The yield ages of from the Shinekhudag Formation 1315 m.y of the Lower Cretaceous Hauterivian - Barremian stage. For the first time, it has been identified that ostracod assemblages of Ondaisair region is of Lower Cretaceous Hauterivian - Barremian stage.

Some researchers (Sinitsa, 1993) suggest the fossils from the Sainshand and the Ondaisair areas are of Mesozoic of Late Jurassic-Lower Cretaceous. However, according to the correlation result of ostracod assemblages of this study a Lower Cretaceous stage is indicated.

JEOFİZİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

ALP Hakan

Danışman : Doç.Dr.A.Muhittin ALBORA

Anabilim Dalı : Jeofizik Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2010

Tez Savunma Jürisi : Doç. Dr. A. Muhittin ALBORA

: Prof. Dr. Osman Nuri UÇAN

: Prof. Dr. Hayrettin KORAL

: Prof. Dr. Cengiz KURTULUŞ

: Prof. Dr. Berkan ECEVİTOĞLU


Doğu Akdeniz Bölgesi Jeofizik Verilerine Dalgacık Analiz Yöntemi Uygulanarak Bölgenin Tektonik Yapısının Araştırılması

Bu çalışmada, tektonik açıdan oldukça karmaşık bir yapıya sahip olan Doğu Akdeniz Bölgesi’ne ait jeofizik verilere dalgacık analizi uygulanmış ve bölgeye ait tektonik unsurların belirlenmesine çalışılmıştır.

Öncelikle sentetik veriler üzerinde dalgacık dönüşümünün irdelenmesi yapılarak buradan çıkan olumlu sonuçlar neticesinde arazi verilerine dalgacık dönüşümü tekniği başarıyla uygulanmıştır.

Çalışma bölgesi üç ana bölüm olarak ele alınmıştır. İlk olarak Doğu Anadolu Fay Zonu (DAFZ) üzerinde toplanmış olan Bouguer anomali verilerine dalgacık dönüşümü kullanılarak çözümler elde edilmiş uygulanmış ve elde edilen sonuçlar doğrultusunda bölgede yer alan bazı süreksizler belirlenmiştir. Ayrıca gözlenen süreksizler bölgedeki, topoğrafya verileri ve bölgenin jeolojisi ile uyum içerisindedir. Buradan çıkan ilk önemli bulgu, dalgacık dönüşümünün arazi verilerine uygulanması ile elde edilen sonuçların, bölgenin genel tektoniği ve jeolojik yapısı ile uyumlu olmasıdır. Bu sonuçlar bölgedeki hakim faylar ve tektonik unsurlarla da çakışmaktadır. İlk bulgulardan DAFZ 'nin Maraş ekleminden sonraki yöneliminin İskenderun Körfezi’ne doğru olduğu kanısna varılmıştır.

İkinci olarak Kilikya Bölgesi’nde varolan gravite ve manyetik verilere de dalgacık dönüşümü tekniği uygulanmış ve elde edilen sonuçlar, daha önce farklı çalışmalarda oluşturulmuş modellerle karşılaştırlmıştır. Yine bölgenin topoğrafya ve jeolojik veriler ile karşılaştırılması yapılmıştır. DAFZ Bouguer verisi dalgacık dönüşümü çıktılarında gözlenen ve körfeze yönelen çizgiselliklerin bu veride daha baskın bir şekilde ortaya çıktığı görülmektedir.

Üçüncü olarak, skenderun Körfezi ve civarında toplanmış olan, havadan manyetik verilere dalgacık dönüşümü tekniği uygulanmış ve buradan elde edilen sonuçlar, bu çalışmada yorumlanan derin sismik kesitler ve Körfez içerisinde varolan sondaj verileri ile karşılaştırılmıştır. Böylece Körfezi KG doğrultuda kesen bir yapının var olduğu ortaya konulmaktadır. Tüm bu incelemelerden sonra dalgacık dönüşümü tekniğinin, gravite verilerine uygulanması sonrasında elde edilen sonuçların özellikle yapı sınırlarının belirlenmesinde çok yararlı bir yöntem olduğu söylenebilmektedir. Ayrıca yukarıda belirtilen çalışma aşamalarından elde edilen sonuçlar doğrultusunda, tüm jeofizik ve jeolojik bulgular birleştirilerek geniş bir güncel tektonik model ortaya konulmaya çalışılmıştır.

  

Investigation of The Tectonic Structure of Eastern Mediterranean Region By Applying Wavelet Analysis

Method to Geophysical Data

In this study, wavelet analysis is applied to the geophysical data of the Eastern Mediterranean Region where very complex tectonic structure dominates. As a result, tectonic structure of the region is enlightened.

First, wavelet analysis method is tried on synthetic data. Such trials proved to be successful.

Study area under consideration is divided into three main fields. First, for the East Anatolian Fault Zone (EAFZ), the wavelet transform is applied to the Bouguer anomaly data. Some discontinuities has been observed from obtaining successful result. Furthermore, discontinuities observed in the data are in good agreement with the major trends of the region's geology and topography. Results obtained from data analysis are compatible with dominant faults and tectonic structures. Orientation of the EAFZ points to the Gulf of Iskenderun, after the junction point around Maraş.

Secondly, the wavelet transform method is applied to the gravity and magnetic data in the vicinity of Cilicia region. Again, the results obtained from data are plausible with the dominant topographical and geological futures of the region. As a result of the wavelet transform method, the orientation of EAFZ towards the Gulf of Iskenderun is more prominent with this data set.

Finally, the wavelet transform method is applied to the air magnetic data around the Gulf of Iskenderun. The results obtained in this region together with the deep seismic sections are compared to the well data. A structure running through Gulf of Iskenderun toward the N-S direction has been observed.

As a conclusion, promising results are obtained from the application of wavelet transform method to the gravity data. The wavelet transform method proved to be very convenient in determining tectonic structures. Furthermore, an integration of the findings obtained from the above cited geophysical and geological data, a better tectonic model pertinent to the region can be achieved.

MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
HACIOĞLU Yüksel
Danışman : Prof. Dr. Nurkan YAĞIZ

Anabilim Dalı : Makina Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2010

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Nurkan YAĞIZ

: Prof. Dr. Ahmet SERTBAŞ

: Prof. Dr. İsmail YÜKSEK

: Prof. Dr. Salim ÖZÇELEBİ

: Doç. Dr. Rahmi GÜÇLÜ

Mekanik Sistemlerin Geri Adımlamalı (Backstepping) Kontrolü

Bu çalışmada, değişik mekanik sistemlerin kontrolü için, yeni geri adımlamalı kontrol yöntemleri tasarlanmıştır. Sistemin kontrolünde kullanılacak olan geri besleme kontrol kuralının ve sistemin kararlılık analizinde kullanılan Lyapunov fonksiyonunun sistematik bir şekilde elde ediliyor olması geri adımlamalı kontrol yönteminin tercih edilmesinin en önemli sebebidir. Diğer önemli bir sebep de, bu kontrol yönteminin doğrusal olmayan sistemlere de uygulanabilmesidir. Bu çalışmada, önce, doğrusal olmayan sistemlerin kararlılığı incelenmiş ve klasik geri adımlamalı kontrol yöntemi tanıtılmıştır. Sonra, bu tezde tasarlanan yeni geri adımlamalı kontrol yöntemleri sunulmuştur. Bu tezde tasarlanan yeni geri adımlamalı kontrolcülerde, eşdeğer kontrolün kestirimi yapıldığından, kontrol edilecek sisteme ait parametrelerin gerçek değerlerini bilme ihtiyacı büyük ölçüde ortadan kalkmaktadır. Böylece, daha uygulanabilir bir kontrolcü elde edilmektedir. Buna ilaveten, sabit bir kontrol katsayısının bilinmediği durum için de yeni uyarlamalı geri adımlamalı kontrolcü tasarlanmıştır. Ayrıca, dış bozucu etkilerin varlığında kullanılabilecek robust geri adımlamalı kontrolcü de tasarlanmıştır. Sonra, hem bilinmeyen parametrelerin hem de dış bozucu etkilerin varlığında kullanılabilecek, yeni robust ve uyarlamalı geri adımlamalı kontrolcü tasarlanmıştır. Ardından, geliştirilen geri adımlamalı kontrolcülerin kontrol kazançlarını sistemin durumuna göre ayarlamak için bir bulanık mantık birimi tasarlanmıştır. Böylece, bu bulanık mantık biriminin, tasarlanan yeni geri adımlamalı kontrolcülerle birlikte kullanılması sonucunda, yeni bulanık mantıklı geri adımlamalı kontrolcüler elde edilmiştir. Son olarak, tasarlanan bu yeni geri adımlamalı ve bulanık mantıklı geri adımlamalı kontrolcüler, tam taşıt aktif süspansiyon sistemi, aktif dinamik sönümleyicili dokuz katlı bina modeli ve üç uzuvlu uzaysal robot kol modeline uygulanmış ve elde edilen sonuçlar incelenmiştir.

Backstepping Control of Mechanical Systems

In this study, new backstepping control methods are designed for the control of different mechanical systems. Obtaining the feedback control law for the control of the system and the Lyapunov function for the stability analysis of the system in a systematic way is the most important reason for choosing the backstepping control method. Another important reason is applicability of this control method to nonlinear systems. In this study, first, stability of nonlinear systems is reviewed and classical backstepping control method is introduced. Then, new backstepping control methods designed in this thesis are presented. Since equivalent control is estimated in the designed new backstepping control methods, the need for the knowledge of the actual values of the system parameters is substantially eliminated. Thus, a more applicable controller is obtained. Additionally, a new adaptive backstepping controller is designed for the case of an unknown constant control coefficient. Also, a robust backstepping controller is designed that can be used in the presence of external disturbances. Then, a new robust and adaptive backstepping controller is designed that can be used in the presence of both unknown parameters and external disturbances. Afterwards, a fuzzy logic unit is designed in order to tune the control gains of the designed backstepping controllers according to system states. Therefore, by using this fuzzy logic unit with the designed new backstepping controllers, new fuzzy backstepping controllers are obtained. Finally, the designed new backstepping and fuzzy backstepping controllers are applied to the full vehicle active suspension system, nine storey building model with an active dynamic absorber and three-link spatial robot model and the results are investigated.

ENDÜSTRİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

KÜÇÜKDENİZ Tarık

Danışman : Prof. Dr. Şakir ESNAF

Anabilim Dalı : Endüstri Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2010

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Şakir ESNAF

: Prof. Dr. Güneş GENÇYILMAZ

: Prof. Dr. Ekrem MANİSALI

: Prof. Dr. Semra BİRGÜN

: Doç. Dr. Alp BARAY
Sürü Zekâsı Optimizasyon Tekniği Ve Tedarik Zinciri Yönetiminde Bir Uygulama

Bu çalışmada, tedarik zinciri yönetiminde oldukça önemli bir paya sahip olan tesis yeri seçimi problemleri için sürü zekası optimizasyon algoritmasına dayalı yeni bir öbekleme analizi yöntemi sunulmuştur. Sürü zekâsı, zor problemlerin çözümünde başarı sağlayan sezgisel bir yöntemdir. Bu yöntemin temel yapı taşları balık ve kuş sürüleri, karınca kolonileri, termitler ve arılar gibi sosyal canlıların davranışlarından esinlenilerek geliştirilmiştir. Sürü zekası optimizasyonu böcek yada balık sürülerinin davranışlarını taklit eden bir algoritmadır. Sürüdeki davranışlar çok boyutlu bir uzayda hız ve konum olmak üzere iki karakteristiği olan bireyler ile modellenir. Bu bireyler çok boyutlu uzayda hareket ederken keşfettikleri en iyi konumu hafızalarında tutarlar. Eriştikleri iyi konumları birbirleriyle iletişime geçerek paylaşır ve kendi konum ve hızlarını bu iyi konumlara göre ayarlarlar.

Sürü zekâsı yaklaşımının birey ve komşuluk unsurlarını ele alarak yeni bir komşuluk yapısı ve birden fazla odak bireyin tanımlanması ile geliştirilen yeni bir öbekleme algoritması ile tedarik zinciri yönetiminde tesis yeri seçimi problemine yeni bir çözüm yöntemi geliştirilmiştir. Odak birey tabanlı bu yeni öbekleme algoritmasının mevcut öbekleme algoritmaları ile çeşitli test problemleri üzerinde performansı karşılaştırılmıştır.

Ortaya konan sonuçlar geliştirilen yeni yöntemin başarılı bir öbekleme analizi yöntemi olduğunu ve tedarik zinciri yönetiminde tesis yeri seçimi problemlerinde de başarıyla uygulanabileceğini göstermiştir.

Partıcle Swarm Optımızatıon Technıque And An Applıcatıon In Supply Chaın Management

A new swarm intelligence based clustering analysis method for facility location – allocation problems in supply chain management is presented in this study. Swarm intelligence is a heuristic method which is successfully applied to hard optimization problems. Algorithm is inspired by behaviors of social beings like fish schools, bird flocking, ant colonies, termites and bees. Behaviors in the swarm are modeled by individuals who have two main characteristics, namely position and velocity, in the hyperspace. This individuals remember their best previous position and at the same time shares knowledge of their positions among each other. At each iteration, these individuals adjust their position and velocity vector by considering their current position and velocity, their memory and mentioned shared knowledge.

This new solution approach alters behaviors of particles in the swarm and neighborhood structure so that multiple focal particles are defined which reflects cluster centers. Clustering based facility location-allocation problems are solved using this new clustering approach. Comparisons are made on test problems between proposed focal particle based algorithm and other well known clustering analysis algorithms.

Results indicate that the new clustering algorithm is performed well against other well-known clustering algorithms and successfully applied in facility location-allocation problems in supply chain management context.

BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
Ali AYDIN Muhammed
Danışmanlar : Doç. Dr. A.Halim ZAİM, Prof. Dr. Tülin ATMACA

Anabilim Dalı : Bilgisayar Mühendisliği

Mezuniyet Yılı : 2010

Tez Savunma Jürisi : Doç. Dr. A.Halim ZAİM

: Prof. Dr. Ahmet SERTBAŞ

: Doç. Dr. Sabri ARIK

: Prof. Dr. İlhami YAVUZ

: Prof. Dr. Gökhan UZGÖREN

Optik Çoğuşma Anahtarlamalı Sistemlerin Analizi

İnternetin hızlı genişlemesi ve çoklu ortam bilgisi için artan talep şiddetle mevcut bilgisayar ve telekomünikasyon ağları limitlerini zorlamaktadır. Büyüyen bant genişliği gereklerini desteklemek için yüksek kapasiteli ağlar olan optik ağlar, mevcut bilgisayar ağlarında görülen birçok problemin çözümüne olanak tanır (Bant genişliği vs. gibi) ve çok yüksek bir kapasite sağlamasının yanı sıra, çeşitli hizmetlerin desteklendiği ortak bir ağ alt yapısı da sağlar. Ayrıca optik ağlarda, bant genişliği esnek bir yapıda ihtiyaca göre ayarlanabilir. Bant genişliği gereksinimleri söz konusu olduğunda temelde üç çözüm ortaya çıkmaktadır. WR(Wavelength Routing-Dalgaboyu Yönlendirme), OPS(Optical Packet Switching-Optik Paket Anahtarlama) ve OBS(Optical Burst Switching-Optik Çoğuşma Anahtarlama)’dir.

Bu çalışma kapsamında ilk olarak OBS üzerinde durulmuş ve mevcut OBS rezervasyon yöntemleri incelenmiştir. Bu rezervasyon yöntemleri, Just in Time(JIT), Just Enough Time(JET) ve Horizon’dur. Tez çalışmasında mevcut rezervasyon yöntemlerine alternatif olarak trafik servis sınıflarını göz önünde bulunduracak şekilde yeni bir öncelikli kanal zamanlama algoritması (Preemptive Channel Scheduling Algorithm-PCSA) önerilmiştir. OBS ağlarda servis kalitesinin(QoS) sağlanması temel problemlerden biridir. Bu çalışmada QoS konusu iki açıdan ele alınmıştır. Bunlar; kenar düğümlerdeki QoS mekanizması ve çekirdek düğümlerdeki QoS mekanizmasıdır. Çekirdek düğümlerdeki QoS için mevcut dalgaboyu gruplandırma yöntemlerine alternatif olarak farklı dalgaboyu gruplama yöntemleri ve bilgilendirme paket bırakma yöntemleri önerilmiştir. Rezervasyon yöntemlerinin karşılaştırılması farklı topolojiler ve servis kalitesine göre farklı trafik servis sınıfları göz önünde bulundurularak gerçekleştirilmiştir. Performans kriterleri olarak byte düşme oranları, uçtan uca gecikme süreleri ve hizmet erişim gecikme zamanları alınmıştır. Trafik üretici olarak 2 durumlu Markov Moduleted Poisson Process(MMPP) ve özbenzer(selfsimilar) trafik üreteci kullanılmış ve simülasyon çalışmaları NS2 Ağ simülatörü üzerinde gerçekleştirilmiştir.

Yapılan çalışmalar sonucunda mevcut OBS rezervasyon yöntemlerinden JET’in en iyi performansı verdiği gözlemlenmiştir. JET ile yeni önerilen algoritma PCSA’nın karşılaştırlmasında ise PCSA genel başarım açısından daha iyi sonuçlar vermiştir. Simülasyon çalışmalarında JET kanal zamanlama algoritması üzerinde optik çoğuşma oluşturma yöntemlerinin başarımı incelenerek çoğuşma oluşturma yöntemlerinin başarım üzerinde etkisi gösterilmiştir. İdeal zaman eşik değeri ve maksimum çoğuşma eşik değeri değerleri aynı anda kullanılarak en iyi sonuçların elde edilebileceği simülasyon çalışmaları ile gösterilmiştir.

Çalışma kapsamında OBS(JET) ile OPS’in karşılaştırılması tekli ve çoklu servis sınıfları kullanılarak aynı simülasyon parametreleri ve aynı topolojiler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçlarına göre, hem tek servis sınıflı hem de çok servis sınıflı ağlarda OPS, düşük trafik yoğunluklarında OBS(JET)’den daha iyi çıkmıştır. Yüksek trafik yoğunluklarında ise tek servis sınıflı ağlarda ve düşük öncelikli servis sınıflarında OBS(JET), OPS’den daha iyi çıkmıştır. Bu tez çalışmasında, ileride anahtarlama teknolojilerinden OBS veya OPS teknolojilerinin hangisinin kullanılması gerekliliğinin ağın trafik yoğunluklarına, topolojinin durumuna ve trafik önceliğine bağlı olarak değiştiği gösterilmiştir.

Tez çalışmasının son bölümünde çalışmayla ilgili sonuç değerlendirmeleri ve yeni çalışmaların neler olabileceği konusunda bilgiler verilmiştir.

  

Analysis of Optical Burst Switching Systems

Rapid growth of Internet and demand on multimedia environments enforce the limits of computer and telecommunication networks. Optical networks lead to many solutions such as meeting bandwidth requirements on existing computer networks. Besides providing very high capacity, they also provide a common network infrastructure that supports different services. Also, in optical networks, bandwidth can be adjusted on demand. Accordingly, three solutions are mainly becoming appealing: WR (Wavelength Routing), OPS (Optical Packet Switching) and OBS (Optical Burst Switching).

In this study’s scope, firstly OBS and existing OBS reservation techniques are examined. These reservation techniques are Just in Time(JIT), Just Enough Time(JET) and Horizon. In this thesis, a new channel scheduling algorithm (Preemptive Channel Scheduling Algorithm-PCSA), which is considering traffic service classes, is proposed as an alternative to existing reservation techniques. Providing quality of service (QoS) is one of the main problems in OBS networks. In this study QoS is examined in two ways. These are QoS mechanism in edge nodes and QoS mechanism in core nodes. For QoS in core nodes, new wavelength grouping and packet release techniques are proposed as alternative to existing wavelength grouping techniques. The comparison of reservation techniques is implemented considering different topologies and different traffic service classes for QoS. Byte drop rates, end to end delays and access delays are considered as performance criteria. 2-state Markov Modulated Poisson Process (MMPP) and self similar traffic generator are used as traffic generators and the study is implemented on NS2 Network Simulation platform.

According to our simulation results, we observed that JET gives the best performance results among OBS reservation techniques. While comparing JET and our new algorithm PCSA, PCSA gives better results. In simulations, the success of optical burst creation mechanisms for JET channel scheduling algorithm has been studied and the effects of these burst creation mechanisms have been examined. The ideal time threshold and maximum burst threshold values have been used at the same time and the best results have been obtained by simulation tests.

The comparison of OBS(JET) and OPS also implemented with same simulation parameters and on same topologies with considering mono-service and multi-service classes. According to the simulation results, we have seen that in both mono-service and multi-service networks, OPS is better than OBS under low traffic loads and OBS is better than OPS in mono-service networks and low priority service classes under high traffic loads. In this study, we have shown that choosing one of these two switching technologies (OPS or OBS) in the future depends on the traffic load and the topology of network, together with the considered service differentiation scheme.

The last section of this thesis includes conclusion about the results and possible subjects to study in future.