Geri Dön

Gözenekli, iyonik süper absorban polimer jellerin hazırlanması ve karakterizasyonu

The preparation and characterization of porous and ionic super absorbent polymer gels

PDF İndir

  1. Tez No: 252852
  2. Yazar: AYŞEGÜL GÖKALP
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLTEN GÜRDAĞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: N-(dimetilamino)etil metakrilat sülfat, N-dimetilakrilamid, sukroz, poli(etilen glikol) 2000, sodyum bikarbonat, gözenekli jel, N-(dimethylamino)ethyl methacrylate sulfate, N-dimethylacrylamide, sucrose, poly(ethylene glycol) 2000, sodium bicarbonate, porous gel
  7. Yıl: 2009
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 129

Özet

N,N-(dimetilamino)etil metakrilat sülfat (DMAEMASA) ve N,N-dimetilakrilamid (DMAm) monomerlerinden çapraz bağlı poli(N,N-(dimetilamino)etil metakrilat sülfat) (PDMAEMASA veya 100 DESA) homopolimeri ve poli(N,N-(dimetilamino)etil metakrilat sülfat-ko-N,N-dimetilakrilamid) (P(DMAEMASA-ko-DMAm)) kopolimerleri ilk kez bu çalışmada hazırlanmıştır. Gerek homopolimer gerekse kopolimer jeller, uyarıya duyarlılıklarını arttırmak için ağırlıkça % 5 ve %10 oranında sukroz (SUC), poli(etilen glikol) 2000 (PEG) ve sodyum bikarbonat (NaHCO3) varlığında hazırlanarak gözenekli yapıya sahip olmaları sağlanmıştır.Polimerizasyon reaksiyonları, başlatıcı olarak toplam monomer miktarının molce %1 oranında amonyum persülfat (APS), hızlandırıcı olarak APS miktarına eşit ağırlıkta N,N,N',N'-tetrametilendiamin (TEMED) ve çapraz bağlayıcı olarak toplam monomer miktarının molce %1'i oranında N,N'-metilen bis akrilamid (NMBA) kullanarak, sulu çözeltide, 40oC'da 24 saat sürede gerçekleştirilmiştir. Başlangıç toplam monomer konsantrasyonu 1 M olarak sabit tutulmuştur. DMAEMASA-DMAm kopolimerlerinin hazırlanmasında besleme bileşimindeki DMAm komonomeri miktarı molce %20 ve %40 oranında alınarak sırasıyla 80 DESA ve 60 DESA kopolimerleri hazırlanmıştır.Elde edilen jellerin destile su içinde 20, 30, 40 ve 60oC'daki şişme denge değerleri (Q) ile sabit iyonik şiddete (I= 0.1M) ve değişik pH değerlerine (pH=2.2, 3.0, 5.0, 7.0 ve 10.0) sahip tampon çözeltiler içinde 20oC'daki şişme denge değerleri belirlenerek, ilk kez bu çalışmada hazırlanan DMAEMASA homopolimer ve DMAEMASA-DMAm kopolimerlerinin sıcaklığa ve pH'a bağlı şişme davranışı ve şişme değerlerinin zamanla değişimi incelenmiştir. İlaveten polimerlerin gözenek oluşturucu varlığında ve yokluğunda hazırlanması ile gözenek oluşturucu miktarı ve tipinin şişme davranışı üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Polimerlerin yapısal ve termal karakterizasyonu elementel analiz, FTIR, DSC ve SEM yöntemleri ile gerçekleştirilmiştir.Elementel analiz sonuçları DMAEMASA monomerinin homopolimer ve kopolimerde teorik değerin yaklaşık % 70'i oranında bulunduğunu göstermiştir. Bu sonuç, homopolimer ve kopolimer yapılarında sırasıyla DMAEMASA ve DMAEMASA-DMAm'in yanında DMAEMA'ın varlığına işaret etmektedir. Homopolimerin camsı geçiş sıcaklığı (Tg) değeri 168.4oC olarak tespit edilmiş olup, yapıya DMAm'in girmesi ile 80 DESA ve 60 DESA kopolimerlerinin Tg değerlerinin, sırasıyla 154.6 ve 147.8oC'a düştüğü görülmüştür. Gözenek oluşturucu kullanımı homopolimerde Tg değerlerini NaHCO3 , PEG , SUC sırasında azaltırken; 80 DESA ve 60 DESA kopolimerlerinde NaHCO3 ve PEG Tg değerleri üzerinde pek etki yapmazken, sukroz yaklaşık 7oC'lık düşmeye neden olmuştur.Destile su içindeki şişme değerleri monomer beslemesindeki DMAEMASA miktarının artışı ile azalmış ve en düşük Q değeri gözeneksiz homopolimerde tespit edilmiştir. Destile sudaki şişme denge değerlerinin sıcaklıkla ve gözenek oluşturucu kullanımı ve miktarının artışı ile arttığı belirlenmiştir. Şişme denge değerleri üzerinde en büyük pozitif etkiyi NaHCO3 gösterirken, PEG ve SUC yakın performans sergilemiştir.Gözenekli ve gözeneksiz homopolimer ve kopolimerlerin tampon çözeltiler içindeki şişme değerleri pH=5'de minimum göstermiş olup, asidik ve bazik pH'larda, düşük pH'da daha fazla olmak üzere yüksek Q değerleri gözlenmiştir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, crosslinked poly(N,N-(dimethylamino)ethyl methacrylate sulfate) (PDMAEMASA or 100 DESA) homopolymer and poly(N,N-(dimethylamino)ethyl methacrylate sulfate-co-N,N-dimethylacrylamide) (P(DMAEMASA-co-DMAm)) copolymers were prepared from N,N-(dimethylamino)ethyl methacrylate sulfate (DMAEMASA) ve N,N-dimethylacrylamide (DMAm) monomers for the first time. Both homopolymer and copolymer gels were also prepared in the presence of 5 wt. % 10 wt. % sucrose (SUC), poly(ethylene glycol) 2000 (PEG) ve sodium bicarbonate (NaHCO3) in order to increase the stimuli-responsive properties. Thus, these gels have gained porous structure. Polimerization reactions were performed in aqueous solution, at 40oC in 24 hours by using ammonium persulphate (APS) (1mol % of the total monomer content) as initiator; N,N,N?,N?-tetramethylenediamine (TEMED) (same weight of APS) as accelerator; and N,N?-methylene bis acrylamide (NMBA) (1 mol % of total monomer content) as crosslinker. The initial total monomer content was kept constant at 1 M. In the preparation of DMAEMASA-DMAm copolymers, the content of DMAm in monomer feed was 20 and 40 mol % for 80 DESA and 60 DESA copolymers, respectively.Swelling behavior of DMAEMASA homopolymer and DMAEMASA-DMAm copolymer, prepared for the first time in this work, as a function of time and pH of swelling medium were investigated by determining their equilibrium swelling values (ESV) in distilled water at 20, 30, 40, and 60oC and in buffer solutions at constant ionic strength (0.1 M) with various pH?s at 20oC for 24 h. In addition, the polymers were prepared in the presence of pore-foaming agents, so that the effect of pore-forming agents on their swelling behavior was studied. The structural and thermal characterization of polymers were performed by elemental analysis, FTIR, DSC and SEM methods.Elemental analysis results showed that DMAEMASA content in both homopolymer and copolymer was nearly the same, and it was 70% of theoretical value. This result shows the presence of DMAEMA units in addition to DMAEMASA and DMAEMASA-DMAm in homopolymer and copolymer, respectively. Glass transition temperature (Tg) of homopolymer was determined to be 168.4oC. With the introduction of DMAm into the polymer structure, Tg values of 80 DESA and 60 DESA copolymers decreased to 154.6 and 147.8oC, respectively. While the use of pore-forming agent during the polymerization of 80 DESA and 60 DESA copolymers decreased the Tg values in the order of NaHCO3 , PEG , SUC; NaHCO3 and PEG had nearly no effect on Tg values these polymers, but sucrose led to approximately 7oC decrease in Tg of same polymers.Equilibrium swelling values of polymers in distilled water decreased with DMAEMASA content in monomer feed and the lowest ESV is belong to non-porous homopolymer. ESV?s of homopolymer and copolymers increased with temperature, the use of pore-forming agent during the polymerization, and the amount of pore-former. While NaHCO3 had the highest positive effect on the ESV?s of polymers, the performances of PEG and SUC were nearly same.ESV?s of both porous and non-porous homopolymer and copolymers displayed a minimum at pH=5. In acidic and basic medium, higher ESV?S were observed, especially ESV?s in low pH-region were higher than those in basic medium.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    709854

    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

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OĞUZ OKAY

  2. Tez No

    334880

    Yüksek fruktozlu şurup üretimi için Concanavalin A bağlı süper makro gözenekli kriyojellere inulinaz immobilizasyonu

    Immobilization of inulinase on Concanavalin A attached super macroporous cryogels for production of high fructose syrup

    CANAN ALTUNBAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    KimyaAdnan Menderes Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DENİZ AKTAŞ UYGUN

  3. Tez No

    802703

    Süper kapasitörler için bağlayıcısız nikel içeren grafen köpük elektrotunun tek adımda hazırlanması

    One-step preparation of binder-free nickel containinggraphene foam electrode for supercapacitors

    AZIZ AHMAD KARIMI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Kimyaİzmir Katip Çelebi Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞERAFETTİN DEMİÇ

    DOÇ. DR. BURAK GÜLTEKİN

  4. Tez No

    866799

    Preparation of biocompatible composite 3d architectures based on graphene oxide (GO) and chitosan for flexible all solid state supercapacitors

    Esnek tüm katı hal süper kapasitörler için grafen oksit (GO) ve kitosan bazlı biyouyumlu kompozit 3d mimarilerin hazırlanması

    SAEIDEH ALIPOORILEMEESLAM

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MURAT BARSBAY

  5. Tez No

    767634

    Investigating drug loading on LTA- and MFI-type zeolites using computational and experimental approaches

    LTA- ve MFI-tipi zeolitler üzerine ilaç yüklemesinin hesaplamalı ve deneysel yaklaşımlarla araştırılması

    ÖZLEM KELEŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AYŞE ÖZGE KÜRKÇÜOĞLU LEVİTAS

Geri Dön