Synthesis and characterization of fast responsive polly(N-isopropylacrylamide) hydrogels
Hızlı cevap verebilen poli(n-izopropilakrilamid) hidrojellerin sentez ve karakterizasyonu
- Tez No: 151409
- 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: 73
Özet
HIZLI TEPKİ VEREN POLI(N-İZOPROPİLAKRİLAMİD)) HİDROJELLERİN SENTEZ VE KARAKTERİZASYONU ÖZET Bu çalışmada, N-izopropilakrilamid (NIP A) ve N,N'-metilenbisakrilamid'in (BAAm), 300 g/mol molekül ağırlıklı poly(etilen glikol)'ün (PEG) sulu çözeltilerinde serbest radikal çapraz bağlanma reaksiyonu ile oluşan poly(N- izopropilakrilamid) (PNIPA) hidroj ellerinin bir serisi hazırlanmıştır. Hidrojel sentezi sırasında PEG-300 gözenek oluşturucu madde olarak kullanılmıştır. Deneyler iki grup halinde yapılmıştır. Birinci grup denemede, PEG-300 miktarı değiştirilirken çapraz bağlayıcı içeriği sabitlenmiştir. PNIPA'nm en düşük kritik çözelti sıcaklığı (LCST) değerinin üstünde ve altında olmak üzere iki farklı sıcaklıkta sentezlenerek, jel sentez sıcaklığının (Tprep) hidrojellerin özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. İkinci grup denemede, çapraz bağlayıcı içeriği geniş bir aralıkta değiştirilirken, PEG/su karışımının PEG-300 içeriği % 70 v/v olarak sabitlenmiştir. Elde edilen hidrojeller, şişme ve elastisite testleri ile olduğu kadar hidrojellerin 25 °C ve 48 °C deki sıcaklık değişimine gösterdikleri tepki nedeniyle büzülme ve şişme kinetikleri de ölçülerek karakterize edilmiştir. PNIPA hidrojellerinin denge şişme kapasitelerinin, çapraz bağlayıcı oranının azalmasıyla veya jel sentezi sırasında kullanılan PEG-300 miktarının artışıyla, arttığı gözlenmiştir. PEG-300 miktarındaki artış, şişmiş PNIPA hidrojellerinin suyun içinde 48 °C'deki büzülme kinetiğini arttırmıştır. Bu sonuçlar, hidrojellerin kabuk tabakasında porların (“su kanalları”) oluştuğunu açıklamaktadır. Jel oluşum sistemindeki daha yüksek PEG-300 miktarı, jel yüzeyinde daha geniş su kanalları oluşturur. Bu yüzden su molekülleri jel fazından kolaylıkla dışarı çıkabilir. Bununla birlikte büzülmüş olan jellerin, 25 °C'deki şişme hızı PEG-300 içeriğinin artışına bağlı olarak azalmaktadır. Reaksiyon çözeltisindeki PEG-300 içeriğinin % 20 v/v'den düşük olduğu durumda, jel sentez sıcaklığının (Tprep) hidrojellerin şişme davranışını etkilediği görülmüştür. Çeşitli çapraz bağlayıcı içeriklerinde uygulanan deneyler, çapraz bağlayıcı içeriğindeki artışın büzülme hızında düşüşe, şişme hızında ise artışa neden olduğunu göstermiştir. Bunun sebebi PNIPA hidrojellerinin ağ büyüklüğündeki azalmadır. xii
Özet (Çeviri)
SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF FAST-RESPONSIVE POLY(N-ISOPROPYLACRYLAMH)E)HYDROGELS SUMMARY In the present work, a series of poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPA) hydrogels was prepared by free-radical crosslinking of N-isopropylacrylamide (NIP A) and N,N'- methylenebisacrylamide (BAAm) in aqueous solutions of poly(ethylene glycol) of molecular weight 300 g/mol (PEG-300). PEG-300 was used as a pore-forming agent during the hydrogel preparation. Two sets of experiments were carried out. In the first set the crosslinker (BAAm) content was fixed at 1.2 mol % while the amount of PEG-300 was varied. The effect of the gel preparation temperature (Tprep) on the hydrogel properties was also investigated by carrying out the gelation experiments at both below and above the lower critical solution temperature of PNIPA. In the second set, the PEG-300 content of the PEG/water mixture was fixed at 70 v/v % while the crosslinker content was varied over a wide range. The hydrogels thus obtained were characterized by the swelling and elasticity tests as well as by the measurements of the deswelling- reswelling kinetics of the hydrogels in response to a temperature change between 25 °C and 48 °C. It was found that the equilibrium swelling capacity of PNIPA hydrogels increases with decreasing crosslinker ratio, or with increasing amount of PEG-300 used in the hydrogel preparation. Increasing amount of PEG-300 also increased the deswelling rate of swollen PNIPA hydrogels in water at 48 °C. The results were explained with the formation of pores (“water channels”) in the skin layer of the hydrogels. The higher the amount of PEG-300 in the gel formation system, the larger the water channels at the gel surface, so that water molecules can easily diffuse out of the gel phase. However, the reswelling rate of the collapsed hydrogels at 25 °C decreased on rising PEG-300 content. It was also shown that the gel preparation temperature Tprep also affects the swelling behaviour of the hydrogels, if the PEG-300 content in the reaction solution is less than 20 v/v %. Experiments carried out at various crosslinker contents showed that the deswelling rate decreases while the reswelling rate increases as the crosslinker content is increased due to the simultaneous decrease of the mesh size of PNIPA hydrogels. xi
Benzer Tezler
- Manyetik bifonksiyonel nano kompozitlerin sentezlenmesi, karakterizasyonu ve uygulamaları
Synthesis, characterization and applications of magnetic bifunctional nano composites
BARIŞ HULİSİ KARAKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESRA ALVEROĞLU DURUCU
- Organik-inorganik hibrit hidrojellerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Organic-inorganic hybrid hydrogels preparation and characterization
ÖZEN DOĞRU
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
KimyaMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN
DOÇ. DR. SUZAN ABDURRAHMANOĞLU
- pH ve sıcaklığa duyarlı faz geçişi gösteren iç içe girmiş polimerik ağ yapılarının sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of pH and thermo sensitive interpenetrating polymer networks
ZÜMRÜT SEDEN AKDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN
- Çitosan-graft-poliakrilonitril/bor nanobiyokompozit sentezi
Bionanocomposite synthesis of chitosan-graft-polyacrylonitrile / boron
NERMİN SİMGE ÖZTEKİN
- Synthesis of some functional conducting polymers, characterization, Mott-Schottky analysis and sensor applications
Bazı fonksiyonel iletken polimerlerin sentezi, karakterizasyonu, Mott-Schottky analizi ve sensor uygulamaları
TOLGA KARAZEHİR
Doktora
İngilizce
2017
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
PROF. DR. MURAT ATEŞ