Effect of the initial monomer concentration on spatial inhomogeneity in poly (acrylic acid) hydrogels
Poli (akrilik asit) hidrojellerinde başlangıç monomer konsantrasyonunun yapısal inhomojeniteye etkisi
- Tez No: 151303
- Danışmanlar: PROF.DR. OĞUZ OKAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
POLI(AKRILIK ASİT) HTOROJELLERINDE BAŞLANGIÇ MONOMER KONSANTRASYONUNUN YAPISAL İNHOMOJENİTEYE ETKİSİ ÖZET Polimerik j ellerin, ilaç, kimya ve tarım alanları gibi birçok kullanım alanlarına sahip olması, onların yoğun ilgi görmelerine sebep olmuştur. Bir jel değişik ağyapı hatalarına sahiptir. Bunlardan en önemlisi j ellerin fiziksel özelliklerini etkileyen yapısal inhomojenitedir. Bu çalışmanın amacı, poli (akrilik asit) (PAAc) jellerinde başlangıç monomer konsantrasyonunun inhomojeniteye etkisinin, statik ışık saçınımı tekniği kullanarak incelenmesidir. Poli (akrilik asit) jelleri, akrilik asit (AAc) monomeri ile N,N'- metilenbisakrilamid (BAAm) çapraz bağlayıcısının serbest radikal mekanizma ile kopolimerizasyonu sonucu elde edilmiştir. İnhomojenite derecesi, çapraz bağlayıcı konsantrasyonu ve başlangıç monomer konsantrasyonu değişiminin fonksiyonu olarak incelenmiştir. Sentez sonrası ve dengedeki şişmiş jeller, statik ışık saçınımı ölçümlerinin yanında, şişme ve elastik modül ölçümlerine de tabii tutulmuştur. Poli (akrilik asit) jellerindeki fazla saçınım, jel örneklerinden saçınma intensiteleri ile aynı monomer konsantrasyonunda sentezlenen polimer çözeltilerinden saçman ışık intensiteleri arasındaki farktan hesaplanmıştır. Jellerdeki fazla saçınım değerleri ile jellerin inhomojenite dereceleri saptanmıştır. Ayrıca poli (akrilik asit) jetlerinden ölçülen fazla saçınma değerleri Debye-Bueche teorisi kullanılarak analiz edilmiştir. Deneysel sonuçlar, yapısal inhomojenite derecesinin çapraz bağlayıcı (BAAm) konsantrasyonunun artmasıyla arttığını göstermiştir. Fazla saçınımın çapraz bağlayıcı konsantrasyonuna bağlı olarak değişimi, halka ve çok katlı çapraz bağlanma reaksiyonları sonucu ağyapıda oluşan yoğun ve az yoğun çapraz bağlı bölgelerin varlığım desteklemektedir. Diğer yandan inhomojenite derecesinin, hem sentez sonrası hem de şişmiş durumdaki jellerdeki kritik bir polimer konsantrasyonunda, maksimum bir değere ulaştığı gözlenmiştir. Bu sonuç, çapraz bağ yoğunluğu etkisi, konsantrasyon ve iyonizasyon etkisi ile açıklanmıştır. Artan monomer konsantrasyonu, çapraz bağ yoğunluğunu ve polimer konsantrasyonunu arttırırken; iyonizasyon derecesini azaltır. Bundan dolayı inhomojenite, çapraz bağ yoğunluğu ve iyonizasyon etkilerinden dolayı artarken; konsantrasyon etkisinden dolayı da azalmaktadır. Ayrıca, şişmenin poli (akrilik asit) jellerindeki inhomojeniteyi arttırdığı gözlenmiştir. Bu artış, konsantrasyon dalgalanmalarının artışına sebep olan, çok yoğun ve az yoğun bölgelerin farklı şişme derecelerine sahip olmasıyla açıklanmıştır. xıv
Özet (Çeviri)
EFFECT OF THE INITIAL MONOMER CONCENTRATION ON SPATIAL INHOMOGENEITY IN POLY(ACRYLIC ACID) HYDROGELS SUMMARY Great attention is being devoted to polymer gels for their applications in many fields such as medicine, chemical and agricultural interests. A polymer gel possesses several network defects. One of the most important network defects that effects their physical properties is the spatial gel inhomogeneity. The aim of this study is to determine the effect of the initial monomer concentration on spatial inhomogeneity in poly (acrylic acid) (PAAc) gels using static light scattering technique. PAAc gels were prepared by free radical crosslinking copolymerization of acrylic acid (AAc) and N,N'-methylenebis(acrylamide) (BAAm) as crosslinker. The extent of the spatial inhomogeneity was investigated as a function of both the crosslink density and the initial monomer concentration. The gels were characterized by the swelling and elasticity tests as well as by the static light scattering measurements both at a gel state just after their preparation and at equilibrium swollen state in water. The excess scattering of PAAc gels was determined by subtracting the scattering intensity of gels from the scattering intensity of polymer solutions at the same polymer concentration with gels. The excess scattering of PAAc gels is taken as a measure of their inhomogeneity. The light scattering data were also analyzed using the Debye-Bueche theory. According to the results of experiments, the degree of spatial gel inhomogeneity increases with increasing crosslinker (BAAm) concentration. The increase of the excess scattering intensity with crosslinker concentration supports the picture of the formation of the highly and loosely crosslinked regions in a network due to the cyclization and multiple crosslinking reactions. Moreover, a critical polymer network concentration was found where the degree of inhomogeneity in gels attains a maximum value both at the state just after their preparation and at equilibrium swollen state in water. These phenomena were explained as a result of three competitive effects: crosslink density effect, the concentration effect, and the ionization effect. Increasing monomer concentration increases both, the effective crosslink density and the polymer concentration while decreases the ionization degree in PAAc gels. Thus, while the inhomogeneity becomes larger to the crosslinker and ionization effects, the polymer concentration effect decreases the apparent gel inhomogeneity. It was also observed that swelling enhances the extent of the spatial inhomogeneity in PAAc gels. This enhancement was explained with different swelling capacity between of the highly and loosely crosslinked regions in a network leading to increasing concentration fluctuations between these regions. xni
Benzer Tezler
- Sentetik atık takviyeli oksitlenmiş poliolefin kompozitlerin sentez karakterizasyonu ve özellikleri
Synthesis, characterization and properties of synthetic waste reinforced oxidized polyolefin composites
ERHAN DEMİRCAN
- Poliakrilamid ve poliizobütilen esaslı jel sentezleri ve jel özelliklerinin belirlenmesi
Polyacrylamide and polyisobutylene based gels: Determination of synthesis and gel properties
SELDA DURMAZ SEZGİNGİL
- Hidrofobik etkileşimlerle oluşan tersinir hidrojellerin ayrışması ve karakterizasyonu
Dissociation and characterization of reversible hydrogels formed by hydrophobic interactions
MELAHAT ŞAHİN
- Development of supramolecular hydrogels with adjustable viscoelastic, mechanical and self-recovering properties
Ayarlanabilir viskoelastik, mekanik ve kendi-kendini onarma özelliklerine sahip supramoleküler hidrojellerin geliştirilmesi
ESRA SU
- Electrochemical synthesis of N-methylpyrrole and N-methylcarbazole copolymer on carbon fiber microelectrodes: Electrochemical response to dopamine
N-metilpirol ve N-metilkarbazol kopolimerinin karbon elyaf mikro elektrotlar üzerine elektrokimyasal sentezi: Dopamine karşı elektrokimyasal davranışı
ERKAN DOĞRU
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEZAİ SARAÇ
