Thermal characterization of homopolymers, copolymers and metal functional copolymers of vinylpyridines
Polivinilpiridin homopolimerlerinin, blok kopolimerlerinin ve metal fonksiyonlu kopolimerlerinin ısısal olarak karakterizasyonları
- Tez No: 176840
- Danışmanlar: PROF. DR. CEYHAN KAYRAN, PROF. DR. JALE HACALOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Bölümü
- Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Vinil piridin polimerlerinin özellikle nanoparçacık sentezinde kalıp olarak kullanımları gittikçe yaygınlaştığı halde, literatürde, bu polimerlerin ısısal bozunum davranışları hakkındaki bilgiler hala eksik bulunmaktadır. Bu çalışmada, poli(2-vinilpiridin), (P2VP) ve poli(4-vinilpiridin), (P4VP) homopolimerlerinin, polisitiren-blok-poly(2-vinilpiridin), (PS-b-P2VP), polisitiren-blok-poli(4-vinilpiridin), (PS-b-P4VP) diblok copolimerlerinin, ve metal fonksiyonlu kobalt-polisitiren-blok-poli(2-vinilpiridin) ile kobalt-polisitiren-blok-poli(4-vinilpiridin) vinil polimerlerinin ısısal bozunum karakteristikleri direkt piroliz kütle spektrometresi kullanılarak incelenmiştir. Piridin halkasındaki nitrogen atomunun konumunun, diblock kopolimerlerin komposizyonlarının ve moleküler ağırlıklarının ve son olarakda kopolimerdeki piridin halkasına bağlanan metalin ısıl davranım üzerindeki etkileri de ayrıca incelenmiştir. Sonuçlar göstermiştir ki, depolimerize olarak bozunan bir çok vinil polimerinin aksine, P2VP depolimerize olmanın yanısıra diğerlerine ters düşen reaksiyonlarla da bozunmaktadır. Piridin halkasındaki N atomuna proton transferi olmakta ve bud a polimer ana zincirinde biraz daha yüksek sıcaklıklarda bozunan doymamış ve çapraz bağların oluşmasına ve/veya piridin halkalarının kaybına sebep olmaktadır. Isıl olarak daha kararsız olan P4VP polimeri ise beklenildiği gibi depolimerize yöntemiyle bozunmaktadır. Bir başka bulgu da PS-b-P2VP ve PS-b-P4VP diblok kopolimerlerinin bileşenlerinin birbirlerinden bağımsız olarak bozunmalarıdır. Isıl bozunum iki adımda gerçekleşmektedir; birinci adımda ısıl olarak daha karasız olan P2VP veya P4VP zincirlerinin parçalanmakta ve ikinci adımda da PS bozunması gerçekleşmektedir. Ayrıca metal bağlanmasının hem P2VP hem de P4VP polimerlerinin ısıl kararlılığını dikkat çeker bir ölçüde arttırdığı sonucuna varılmıştır. Metal fonksiyonlu diblok kopolimerler de, piridin halkasındaki N atomu üzerinden Co metaline bağlı zincirlerin ısıl bozunum mekanizması üç adımda gerçekleşmektedir. Co metaline bağlı piridinin kopması, doymamış ve/veya çapraz bağlı yapılara sebep olan H transferi reaksiyonları ve ısıl olarak daha kararlı olan bu yapıların bozunması. Metal fonksiyonlu blok kopolimerlerinin TEM görüntülerinden ve piroliz kütle spektrometresinden elde edilen sonuçlar göstermiştir ki PS-b-P2VP polimeri nanoparçacık sentezi için daha iyi ve daha verimli bir kalıptır.
Özet (Çeviri)
Although, the use of vinyl pyridine polymers, especially as matrices for nanoparticle synthesis, is growing considerably, the knowledge of thermal degradation behavior is still missing in the literature. In this study, thermal degradation characteristics of the homopolymers; poly(4-vinylpyridine), P4VP, and poly(2-vinylpyridine), P2VP, the diblock copolymers; polystyrene-block-poly(2-vinylpyridine), (PS-b-P2VP) and polystyrene-block-poly(4-vinylpyridine), (PS-b-P4VP), and the metal functional vinyl polymers; cobalt-polystyrene-block-poly(2-vinylpyridine) and cobalt-polystyrene-block-poly(4-vinylpyridine) were investigated by direct pyrolysis mass spectrometry. The effects of the position of the nitrogen in the pyridine ring, composition and molecular weight of diblock copolymer and coordination of the metal to the pyridine ring of the copolymer on thermal behavior were also investigated. The results showed that unlike most of the vinyl polymers that decompose via depolymerization, P2VP degrades through opposing reaction pathways; depolymerization, proton transfer to N atom in the pyridine ring yielding unsaturated linkages on the polymer backbone that decompose slightly at higher temperatures and loss of pyridine units. On the other hand the thermally less stable P4VP decomposition follows depolymerization in accordance to general expectations. Another finding was the independent decomposition of both components of the diblock polymers, (PS-b-P2VP) and (PS-b-P4VP). Thermal degradation occurs in two main steps, the thermally less stable P2VP or P4VP chains degrade in the first step and in the second step decomposition of PS takes place. It was also concluded that upon coordination of metal, thermal stability of both P2VP and P4VP increases significantly. For metal functional diblock copolymers thermal degradation of chains coordinated to Co metal through N in the pyridine ring occurred in three steps; cleavage of pyridine coordinated to Co, coupling and H-transfer reactions yielding unsaturated and/or crosslinked structure and decomposition of these thermally more stable unsaturated and/or crosslinked blocks. TEM imaging of the metal functional block copolymers along with the results of the pyrolysis mass spectrometry pointed out that PS-b-P2VP polymer is a better and more effective matrix for nanoparticle synthesis.
Benzer Tezler
- Polimer esaslı ligand içeren metal komplekslerin sentezi ve dielektriksel davranışları
Synthesis and dielectrical behavior of metal complexes containing polymer based ligands
NECMİTTİN ÇÖMEZ
- Atom transfer radikal polimerizasyonuyla t-bütil metakrilatın metil metakrilat ile üç kollu yıldız kopolimer sentezi ve karakterizasyonu
Three armed star polymer synthesis and characterization of methylmethacylate with t-butylmethacrylate via atom transfer radical polymerization method
TUĞBA GÜNGÖR
- Termal duyarlı polimerlerin davranışlarına uç grupların ve çeşitli polimerik blokların etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of the end groups and various polymeric blocks on the behaviour of thermal sensitive polymers
SERZEN İLBOĞA
- Electrospun composite nanofibers with metal/metal oxidenanoparticles
Metal/metal oksit nanopartikül içerikli elektroeğrilmiş nanolif üretimi
HAVVA BAŞKAN
Doktora
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALE KARAKAŞ
- Kontrollü polimerizasyon yöntemleri ile poli (epsilon kaprolakton) temelli dallanmış polimerlerin sentezi, karakterizasyonu ve uygulamaları
Synthesis, characterization, and application of poly(ε-caprolacton) based branched polymers prepared via controlled polymerization methods.
ASUMAN ÇELİK KÜÇÜK
