Geri Dön

Electron spin resonance spectroscopic investigation of gamma irradiated nylon3 and its derivatives

Gama ışınlarıyla ışınlanmış naylon3 ve türevlerinin elektron spin rezonans spektroskopisi ile incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 216558
  2. Yazar: EFKAN ÇATIKER
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZDEMİR ÖZARSLAN, PROF. DR. OLGUN GÜVEN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2007
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Abant İzzet Baysal Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 161

Özet

İyi bir radyasyon dozimetri materyali olarak bilinen alaninin naylon3'e olan yapısal benzerliği, bizi naylon3 ve türevlerine iyonlaştırıcı radyasyonun etkisi üzerine çalışmaya teşvik etti. Naylon3 ve türevlerinin kararlı radyasyon bazlı radikallere sahip olabileceği ve böylece dozimetrik özellik gösterebileceği beklendi.Tezin ilk kısmında, naylon3, 2-metil naylon3 ve 3-metil naylon3 uygun monomerlerin baz katalizli hidrojen transfer polimerizasyonu ile hazırlandı. Polimerlerin tüm karakterizasyonları FTIR, NMR (1H-NMR and 13C-NMR), DSC, TGA, elementel analiz, vizkozimetrik analiz, ve bazı uç grup analizleri ile yapıldı. Radyasyon etkisi ile gerçekleşen değişiklikler FTIR, 1H-NMR ve vizkozimetri ile takip edildi.Tezin ikinci kısmında, Polimerler 137Cs gama ışınlarıyla hem hava hem azot atmosferinde oda sıcaklığında ışınlandı. Her iki ortamda ışınlanan polimerlerin ESR spectrumları, radyasyon etkisi ile oluşan radikalleri belirlemek için kaydedildi. Örneklerin ESR spektrumlarında zamanla meydana gelen değişimler radikallerin kararlılıkları ve sönüm davranışlarını belirlemek için incelendi. Polimerlerin deneysel ESR spektrumlarının simulasyonu teorik ESR spektrumunu ve bileşenlerini elde etmek için yapıldı. Her iki ortamda radikal konsantrasyonundaki değişim karşılaştırılarak radikallerin sönüm kinetiğine oksijenin etkisi incelendi. Naylon3 ve türevlerinde bulunan radikal türleri ve sönümleri ile ilgili en önemli bulgular şöyledir:Naylon3 radyasyon bazlı iki tür birincil radikale sahiptir; Amit grubuna komşu karbon atomundan hidrojen uzaklaşmasıyla oluşan radikal (Radikal 1) ve karbonil grubuna komşu karbon atomundan hidrojen uzaklaşmasıyla oluşan radikal (Radikal 2). Radikal 1 zamanla, oksijen atomu üzerinde eşleşmemiş elektronu bulunan uzun ömürlü başka bir radikale (Radikal 3) dönüşmektedir. 2-metil naylon3 radyasyon etkisiyle karbonil grubuna komşu karbon atomundan hidrojen kopması ile oluşan tek tür birincil radikale (Radikal 2) sahiptir. Bu radikal zamanla disproporsinasyon tepkimesi ile ikincil radikale (Radikal 1) ve o da oksijen atomu üzerinde çiftleşmemiş elektronu bulunan uzun ömürlü radikale (Radikal 3) dönüşmektedir.3-metil naylon3 radyasyon etkisi ile oluşan iki tür radikale sahiptir; Amit grubuna komşu karbondan hidrojen uzaklaşması ile oluşan bir radikal (Radikal 1) ve amit grubuna komşu karbondan metil grubu uzaklaşması ile oluşan diğer birincil radikal.Azot ortamında ışınlanan naylon3'ün radikallerinin bağıl bulunurlukları, azot ortamında ışınlamadan hemen sonra kaydedilen ESR spektrumlarının simulasyonu ile R1:%32, R2:%49 ve R3:%19 olarak bulunmuştur. Azot ortamında ışınlanan 2-metil naylon3'ün radikallerinin bağıl bulunurlukları, azot ortamında ışınlamadan hemen sonra kaydedilen ESR spektrumunun simulasyonu ile R1:%13, R2:%76 ve R3:%11 olarak bulunmuştur. Azot ortamında ışınlanan 3-metil naylon3'ün radikallerinin bağıl bulunurlukları, azot ortamında ışınlamadan hemen sonra kaydedilen ESR spektrumunun simulasyonu ile R1:%74.7 ve R2:%25.3 olarak bulunmuştur.Naylon3 ve 3-metil naylon3 radikallerinin sönüm kinetiği çalışması açıkça gösterdi ki, radikaller birinci derece sönümü takip etmekteler. Buna rağmen, 2-metil naylon3 ün radikallerinin sönüm davranışı açık bir reaksiyon derecesi vermedi.Polimerlerin radikallerinin kimyasal verimlerinin şu şekilde sıralandığı tesbit edildi: 2-metil naylon3>3-metil naylon3? naylon3

Özet (Çeviri)

The structural similarity between nylon3 (poly-ß-alanine) and alanine, a well known radiation dosimeter material, prompted us to conduct studying the effect of ionizing radiation on nylon3 and its derivatives. It was expected that nylon3 and its derivatives may have stable radiation-induced radicals and hence exhibit dosimetric properties.In the first part of the thesis, nylon3 (N3), 2-methyl nylon3 (2mN3) and 3-methyl nylon3 (3mN3) were prepared through base-catalyzed hydrogen transfer polymerization of corresponding monomers. Full characterization of the polymers was conducted by FTIR, NMR (1H-NMR and 13C-NMR), DSC, TGA, elemental analysis, viscosimetric analysis, and some end-group analyses. The radiation induces changes on the structure of the polymers were followed by FTIR, 1H-NMR and viscosimetry.In the second part of the thesis, the polymers were irradiated by 137Cs gamma rays in both air and nitrogen medium at room temperature. The ESR spectra of the polymers irradiated in both medium were recorded to determine the radiation induced radicals of the polymers. The changes in the ESR spectra of the samples with time were recorded in order to determine the stabilities and decay behavior of the radicals. The experimental ESR spectra of the polymers were simulated to obtain theoretical ESR spectra and its components (types of radicals). The change in the concentrations of the radicals in both medium was compared to elucidate the effect of oxygen on the decay rate of the radicals. The most important findings related to the type and decay of radicals found in nylon3 and its derivatives are the following:Nylon3 has two types of radiation induced primary radicals; a radical (Radical 1) generated by removal of hydrogen from the carbon atom next to the amide group and a radical (Radical 2) generated by removal of hydrogen from carbon atom next to the carbonyl group. The Radical 1 transforms to a relatively long lived radical (Radical 3) with unpaired electron on the oxygen atom.2-methyl nylon3 has only one type of radiation induced primary radical (Radical 2) formed by abstraction of hydrogen from the carbon atom next to the carbonyl group. This primary radical transforms to another radical (Radical 1) through disproportionation reaction and then the secondary radical transforms to a relatively long lived radical (Radical 3) with unpaired electron on the oxygen atom.3-methyl nylon3 has two types of radiation induced primary radicals; a radical (Radical 1) generated by removal of hydrogen from the carbon atom next to the amide group and a radical (Radical 2) generated by removal of methyl group from the carbon atom next to the amide group.Relative abundances of the radicals generated by irradiation of nylon3 in nitrogen were determined as R1: 32%, R2: 49% and R3: 19% by simulation of the ESR spectrum recorded immediately after irradiation. Relative abundances of the radicals generated by irradiation of 2-methyl nylon3 in nitrogen were determined as R1: 13%, R2: 76% and R3: 11% by simulation of the ESR spectrum recorded immediately after irradiation. Relative abundances of the radicals generated by irradiation of 3-methyl nylon3 in nitrogen were determined as R1: 74.7% and R2: 25.3% by simulation of the ESR spectrum recorded immediately after irradiation.Kinetic study of the decay of radicals of nylon3 and 3-methyl nylon3 showed that radicals follow apparently a first-order decay. Decay behavior of the radicals of 2-methyl nylon3 however did not reveal a clear order.Radiation chemical yields of the radicals of polymers were found to follow the following order: 2-methyl nylon3> 3-methyl nylon3 ? nylon3.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    343034

    Gama ışınları ile ışınlanmış ıhlamur örneklerinin elektron spin rezonans (ESR) ve termolüminesans (TL) teknikleri ile incelenmesi

    Investigation of gamma irradiated linden samples by electron spin resonance (ESR) and thermoluminescence (TL) techniques

    UFUK PAKSU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Fizik ve Fizik MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BİROL ENGİN

  2. Tez No

    270319

    Potasyum tartarat ve Potasyum sitrat örneklerinin elektron spin rezonans(ESR) tekniği kullanılarak dozimetrik özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of the dosimetric properties of Potassium tartrate and Potassium citrate by using the electron spin resonance(ESR) technique

    GÜNEY KORKMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA POLAT

  3. Tez No

    794984

    Diş minesi örneğinin elektron spin rezonans (ESR) yöntemi ile paramanyetik özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of paramagnetic properties of tooth enamel sample using electron spin resonance (ESR) method

    FATİH KARABULUT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSelçuk Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. YUSUF CEYLAN

  4. Tez No

    21952

    Gama ışınlarına tutulmuş bazı karboksilik asit ve fenol türevlerinin elektron spin rezonans spektroskopisi ile incelenmesi

    An ESR investigation on some gamma irradiated carboxylic acid and phenol darivatives

    ŞEMSETTİN OSMANOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1992

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FEVZİ KÖKSAL

  5. Tez No

    120129

    Organik ve inorganik maddelerde y-ışınlarıyla oluşturulan serbest radikallerin elektron spin rezonans (ESR) yöntemiyle incelenmesi

    Investigation of free radicals produced by y-irradiation in organic and inorganic materials with an electron spin resonance method

    AİŞENUR ÖZKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2002

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ZENGİN

Geri Dön