Synthesis of acrylic based high internal phase emulsion polymers and their application in chromatography
Akrilik bazlı yüksek iç faz emülsiyon polimerlerinin sentezi ve kromatografide kullanımı
- Tez No: 259225
- Danışmanlar: PROF. DR. KEZBAN ULUBAYRAM, PROF. DR. NESRİN HASIRCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
Yüksek iç faz emülsiyon polimerleri (polyHIPEs) yüksek gözenekli ve birbirine bağlı açık hücre yapılarıyla yeni nesil malzemelerdir ve katalitik ile ayırım sistemleri ve doku mühendisliği gibi alanlarda destek malzemesi olarak uygulamaları mevcuttur. Günümüzde, stiren bazlı polyHIPE malzemeler en popüler tercihtir, ancak polimer omurgasının hidrofobik karakteri yüzünden çözücü uyumluluğu sorun olabilmektedir. Bunun yanı sıra, bu malzemelerin zayıf mekanik özellikleri endüstrideki uygulamalarını kısıtlamaktadır. Dolayısıyla, uygulama alanının genişletilmesi için istenilen mekanik ve hücresel özellikli yeni polyHIPE malzemelerin üretilmesine ihtiyaç vardır.Bu tez araştırmasının amacı sünekten elastomerik yapıya değişen, farklı mekanik özelliklere sahip yeni yüksek iç faz emulsiyon polimerleri sentezlemektir. Bu amaçla, akrilik bazlı çeşitli hücre yapısı ve mekanik özelliklere sahip polyHIPE yapılar, stearil akrilat (SA) izodesil akrilat (IDA) izobornil metakrilat (IBMA) ve divinilbenzen (DVB) kullanılarak geliştirilmiştir. Bütün malzemeler yüksek gözenekli ve 5.2-12.9 ?m aralığındaki düzenli küresel boşluklarıyla açık hücresel yapıya sahiptirler. SA, IDA ve IBMA bazlı polyHIPE malzemelerin Young Modülü, çapraz bağlanma derecesine bağlı olarak sırasıyla 0.33-12.54 MPa, 0.13-9.55 MPa ve 10.74-16.43 MPa aralıklarında bulunmuştur. SA ve IDA monomerlerinden üretilen elastomerik PolyHIPE malzemeler, uygulanan gerinim kaldırıldığında kendini toplamada yüksek kabiliyet ve elastomerik özellik sergilemişlerdir. Diğer taraftan, IBMA bazlı polyHIPE malzemeler sünektirler ve aynı boş hacime sahip yaygın stiren bazlı polyHIPE malzemelerden daha yüksek Young Modülü ve basma dayanımı göstermişlerdir. Buna bağlı olarak, polyHIPE malzemelerin mekanik özelliklerini, birbirine bağlı hücre yapısını bozmadan sünek yapıdan elastomerik yapıya değiştirmek sadece içerik değişikliği ile mümkündür.IDA bazlı polyHIPE malzemelerden bir tanesi, literatürde ilk kez olarak kapiler elektrokromatografisi katı fazı olarak değerlendirilmiştir. Kolon, tiyoüre, benzen, toluen, etilbenzen, propilbenzen ve bütilbenzen isimli alkil benzenlerin ayırımında oldukça başarılı olmuştur. Bu alkil benzenlerin ayırımında en iyi kromatografik performans hareketli fazda % 70 asetonitril kullanarak yüksek bir kolon etkinliği ile elde edilmiştir (200.000 tabaka/m).
Özet (Çeviri)
High internal phase emulsion polymers (PolyHIPEs) are new generation materials with their high porosity and interconnected open-cell structures and finds applications in areas such as supports for catalytic systems, separation media and tissue engineering scaffolds. Styrene based PolyHIPEs are currently the most popular choice, but solvent compatibility can be a problem because of hydrophobic character of polymer backbone. Besides, poor mechanical property of these materials prevents their applicability in industry. Therefore development of new polyHIPEs with desired mechanical and cellular properties is needed to extend the range of applications.The objective of this thesis research was to synthesize of new high internal phase emulsion polymers with different mechanical characteristics changing from ductile to elastomeric. For this purpose, acrylic based polyHIPEs with various cellular structure and mechanical characteristics were developed by using stearyl acrylate (SA), isodecyl acrylate (IDA), isobornyl methacrylate (IBMA) and divinylbenzene (DVB). All materials were highly porous (90%) and had open cellular structure with uniform voids in the range of 5.2-12.9 ?m. The Young?s modulus of SA, IDA and IBMA based polyHIPEs were obtained in the ranges of 0.33-12.54 MPa, 0.13-9.55 MPa and 10.74-16.43 MPa, respectively, depending on the crosslinking degree. PolyHIPEs produced from the monomers of SA and IDA demonstrated elastomeric property and had high ability of recovery when the applied stress is removed. On the other hand, IBMA based polyHIPEs were ductile and demonstrated higher Young?s modulus and compression strength than that of conventional styrene based polyHIPEs which have the same void volume. Therefore, by varying the composition, it became possible to alter the mechanical properties of polyHIPEs from ductile to elastomeric, without changing the interconnected cellular structures.One of the prepared IDA based polyHIPE was evaluated as stationary phase for capillary electrochromatography for the first time in literature. The column was very efficient in the separation of alkylbenzenes namely thiourea, benzene, toluene, ethylbenzene, propylbenzene and butylbenzene. The best chromatographic performance in the separation of alkylbenzenes was achieved by using 70 % acetonitrile in the mobile phase with high column efficiency (up to 200.000 plates/m).
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of water-based acrylic polymers for pressure-sensitive adhesive applications via mini-emulsion polymerization
Mini emülsiyon polimerizasyonu ile basınca duyarlı yapıştırıcı uygulamalarında kullanılmak üzere su bazlı akrilik polimerlerin sentezi ve karakterizasyonu
ECEM TEMELKAYA BİLGİN
Doktora
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI
- Synthesis and mechanical properties of self-healing smart hydrogels
Kendi kendini onarabilen akıllı hidrojellerin sentezi ve mekanik özellikleri
ÜMİT GÜLYÜZ
- Sodyum metaborat dekahidrat (boraks) katkılı pmma polimer kompozitlerin mikrodalga özelliklerinin geliştirilmesi
The development of microwave properties of sodium metaborate decahydrate (borax) pmma polymer composites
FUAT BERKE GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- Elektrolit ortama dayanımı yüksek akrilik polimerlerin geliştirilmesi
Development of acrylic polymers with high resistance to electrolyte medium
HİLAL YALÇIN
- Akrilik monomer esaslı nanokompozit hidrojellerin elde edilmesi ve uygulamaları
Preparation of acrylic monomer based nanocomposite hydrogels and their applications
MERT DALARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAADET K. PABUCCUĞLU