The synthesis of polymers from the allyl derivative monomers by using radiation
Radyasyon kullanılarak allil türevi monomerlerden polimerlerin sentezlenmesi
- Tez No: 256925
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET BALCAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemistry, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 184
Özet
Polimerler günlük yaşamın her alanında kullanılan temel yapı malzemelerindendir. Allil grubu içeren monomerlerin klasik kimyasal yollarla yapılan polimerizasyon reaksiyonları sonucu, oluşan ürün polimerler genellikle düşük mol kütlesine sahiptir. Bu tür polimerlerin mol kütlesinin yükseltilmesine ve polimerleşme mekanizma ve kinetiğinin anlaşılmasına yönelik araştırmalar sürmektedir.Bu çalışmada, monomer olarak seçilen allil glisidil eter, allil fenol, allil izotiyosiyonat, diallil disülfür biyolojik önemi ve taşıdığı fonksiyonel grup nedeniyle oldukça büyük öneme sahip monomerlerdir.Bu çalışmada, seçilen allil türevi monomerlerin kimyasal yolla AIBN başlatıcısı kullanılarak, değişik reaksiyon sürelerinde, radikalik polimerizasyon yöntemiyle homopolimerleri ve stiren ile kopolimerleri sentezlenmeye çalışıldı. Radyasyonla polimerizasyon çalışmalarımız için 60Co kaynağının gamma ışınları kullanılarak seçilen monomerlerin homopolimerleri ve stiren komonomeri kullanılarak da değişik absoblanan doz oranlarında kopolimerleri sentezlendi. Kimyasal yolla yalnız poli(allil isotiyosiyonat) sentezlenebildi. DADS monomeri için yüksek sıcaklıkda ( 160 oC ) kendi kendine polimerizasyon çalışmaları sonucu homopolimeri elde edildi. Radyasyonla polimerizasyon denemelerinde düşük doz oranlarında ( 55 kGy, 110 kGy ) homopolimer elde edilemezken yüksek doz oranında (165 kGy) çok az verimde ( yaklaşık % 1-2 ) homopolimer elde edildi. Poli(AGE-ko-Stiren) ve Poli(AITC-ko-Stiren) kopolimeleri her iki yöntem ( radyasyon ve kimyasal) ile de oluşurken Stiren-Allil fenol kopolimerinin sadece radyasyon etkisiyle oluştuğu ve Stiren-Diallil disülfür kopolmerlerinin ise her iki yötemle de oluşmadığı görüldü.Poli(AGE), Poli(AITC), ve Poli(AP) 60Co-gama ışınlarıyla 165 kGy hazırlandı. DADS monomerinin radyasyonla polimeri üç ışınlama dozunda da elde edilemedi. Her iki yöntemle de AGE ve AITC monomerlerinin stirenle polimerleştiği saptandı. DADS monomeri iki yöntemle polimerleşmezken AP monomeri kimyasal yolla polimerleşmedi ancak radyasyonla kopolimeri üç ışınlama dozunda da elde edildi. Kopolimerizasyon verimleri kıyaslandığında AP monomerinin kopolimerizasyon veriminin AITC ve AGE monomerine göre üç kat daha fazla olarak bulundu.Sentezlenen homopolimerlerin termal özelliklerini kıyasladığında Poli(AGE) termal stabilitesinin Poli(AITC) ve Poli(AP) polimerlerinden daha büyük olduğu görüldü. Poli(DADS) nin termal stabilitesinin ise AGE, AP, AITC monomerlerinin homopolimerlerinden daha yüksek olduğu saptandı.Kimyasal yolla ve radyasyonla sentezlediğimiz AGE-Stiren ve AITC-Stiren kopolimerlerimizin molekül ağırlıklarını kıyaslandığında, 60Co ın gama ışınları kullanılarak sentezlenen kopolimerlerin daha yüksek molekül ağırlıklarına sahip olduğu belirlendi.AGE, AP, AITC, DADS monomerlerinin düşük enerjili elektronlarla ultra vakum sistemi altında katı faz ortamında ( film oluşturularak ) ışınlanarak ışınlama sonucu oluşan anyon ve katyon fragmentlerinin eş zamanlı olarak aynı ortamda kütle, yüzey ( Pt veya Kr ), film kalınlığı, yüzey sıcaklığı, ışınlamada kullanılan düşük enerjili elektronların enerjisi ve ışınlama süresinin etkisi TOF ( Time of Flight ) yöntemiyle incelendi.DFT ( Density functional theory ) yöntemi kullanılarak anyon fragmentlerinin oluşması için gerekli minimum enerjiler teorik olarak hesaplandı. Deneysel olarak bulunan sonuçlarla teorik hesaplar sonucu bulunan değerler kıyaslanarak moleküllerin 0-20 eV'luk enerjili elektronlarla etkileşmeleri sonucu en muhtemel bozunma reaksiyonları oluşturuldu.XPS ( X ray photoelectron spectroscopy ) spektrumlarında allil fenol için ( O ( 1s ) ), allil isotiyosiyonat için ( N ( 1s ) ve S ( 2p ) ) band şiddetlerinden polimerleşme verimleri hesaplandı ve AP için maksimum % 60, AITC için ise % 90 verimlerinde oluştuğu saptandı.
Özet (Çeviri)
Polymers are the basic building materail that used in all areas of daily life. The mono allyl compounds have given homopolymers of very low molecular weight by using methods of chemical polymerization reaction.In this study, we selected allyl glycidyl ethere, allyl phenol, allyl isothiocyanate, and diallyl disulfide which have very important biological and chemical reaction due to their functional grups.For chemical reaction, selected allyl derivative monomers were carried out homopolymerization and copolymerization by using 2,2?- azobisisobutyronitrile ( AIBN ) as a chemical initiators. The allyl derivative monomer and allyl derivative monomer and styrene as a comonomer for copolymerization were polymerized different reaction time. After then same monomers were homopolymerized and copolymerized with styrene as a comonomer by using 60Co gamma source with different absorbed dose ( 55, 110, 165 kGy ). The homopolymers of AGE, AP, DADS were not obtained but homopolymer of AITC obtained from chemical reaction method. It is know that many monomers appear to undergo a spontaneous polymerization when heated in the apparent absence of catalysts. So, DADS monomer was polymerized by heating at 160 oC in different reaction time.While Poly(AGE-co-Styrene) and Poly(AITC-co-Styrene) copolymers were synthesis two methods, DADS-Styrene were not obtained. Also Poly(AP-co-Styrene) copolymers were obtained only radiation induced polymerization method.Poly(AGE), Poly(AITC), and Poly(AP) were prepared by irradiation with 60Co-gamma source at 165 kGy. The homopolymers of DADS monomer was not obtained at all irradiation dose. It was found that the yileld of copolymerization of AP by using radiation initiation was about three times higher than those of AITC and AGE.The copolymeriztion of AGE, AP, AITC, and DADS monomers with styrene as a comonomer in cyclohexzan solution were studied by using chemical initiation ( AIBN ) and 60Co gamma radiation. While AGE and AITC were successfully copolymerized with styrene by chemical initiation and radiation induced poymerization, DADS with styrene was not copolymerized both polymerization methods. The copolymerization for AP monomer with styrene was carried out by using 60Co gamma radiation but not obtained chemical initiation ( AIBN ).When the comparasion of termal properties of these homopolymers, Poly(AGE) termal stability is bigger than Poly(AITC) and Poly(AP). DADS monomer polymerized by heating at 160 oC. The termal stability of Poly(DADS) is higher than Poly(AGE), Poly(AP) and Poly(AITC).It should be noted that molecular weight of copolymer obtained from radiation polymerization for AGE-Styrene and AITC-Styrene are lower than copolymer obtained from free radical induced polymerization. It could be caused that the polymeriztion and degratation reaction may be occured from radiation induced polymerization.These allyl monomers irradiated low energy electrons under the ultra high vacuum system were obtained anion and cation fragments by using TOF ( mass ). The result of these experiments obtained threshold energy of most aboundant anion fragments. The theoretical calculations for threshold energy of obtained anion fragments from TOF experiments were done by using DFT methods. By comparison of theoretical and experimental results, the most possible reactions were determined as a result of the interaction of low energy electrons ( 0-20 eV ) with these molecule.And also, it was studied new polymerization methods. The thin film of these molecule irradiated low energy electrons and then analyzed by XPS heating film surface. For these propose, we used O ( 1s ) spectrum for AP and N ( 1s ) and S ( 2p ) spectrum for AITC. The maximum polymerization or oligomerization yields obtained from XPS experiments were 62 %, and 90 % for 100 ML AP film in 93 K at 30 minutes irradiated with 80 eV electrons, for 50 ML AITC film in 93 K at 180 minutes irradiated with 80 eV electrons, respectively.
Benzer Tezler
- Synthesis of new dental adhesive monomers and polymers
Yeni diş yapıştırıcı monomer ve polimerlerin sentezi
AYLİN ZİYLAN ALBAYRAK
- The synthesis and characterization of periphery functional multiarm star polymers
Çevre fonksiyonlu çok kollu yıldız polimerlerin sentezi ve karakterizasyonu
NEŞE ÇAKIR YİĞİT
Doktora
İngilizce
2017
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜRKAN HIZAL
- Farklı Substitüentler Taşıyan Bazı Pirol Türevlerinin Sentezi
Synthesis of Some Derivatives of Pyrroles with Different Substituents
ÖVÜL TETİK
- Polimerik piridinyum tuzları sentezi ve katyonik fotobaşlatıcı olarak kullanımı
The synthesis of polimeric pyridinium salts and their use in photoinitiated cationic polymerization
OKŞAN KARAL
- Biyo bazlı 1,3-benzoksazinlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of bio-based 1,3-benzoxazines
MERVE ERDEĞER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FÜSUN ŞEYMA KIŞKAN