Synthesis of macroporous hydrogels from frozen monomer solutions and their characterization
Donmuş monomer çözeltilerinden makrogözenekli jellerin sentezi ve karaterizasyonu
- Tez No: 293734
- Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZ OKAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 168
Özet
Hidrojeller, sıcaklık ve solvent kalitesi gibi bir dıs etkiyle hacim ve/veya sekildegistirebilme yetenegine sahip akıllı ve yumusak malzemelerdir. Hidrojellerinbu özellikleri son yıllarda oldukça ilgi çekmektedir. Ancak, hidrojellerinmekanik dayanıklılıgı düsüktür. Bununla beraber, bir dıs etkiye karsı yavascevap verirler. Bu iki dezavantaj hidrojellerin pratik uygulamalarını kısıtlar.Bu doktora tezinin amacı, hem mekanik dayanıklılıgı çok iyi olan hem dedısarıdan gelen uyarılara hemen cevap verebilen hidrojeller sentezlemektir. Bubaglamda, çok hızlı cevap verebilen ve mekanik dayanıklılıgı yüksek olan (tok)jeller elde etmek için iki yöntem kullanılmıstır. Tezin ilk bölümünde, iyonikmonomer 2-akrilamido-2-metilpropan sülfonik asit sodyum tuzu (AMPS) veçapraz baglayıcı N,N'-metilenbis (akrilamid) (BAAm)'in düsük monomerkonsantrasyonu ve yüksek çapraz bag miktarları kullanılarak suluçözeltilerinde gerçeklesen jellesme reaksiyonlarının, sistikten sonra sertlesenmikrojel-agyapı jellerinin olusumuna yol açtıgı gösterilmistir. Bu yöntemle,sismis hidrojellerin mekanik özellikleri iyilestirilmesine ragmen, bir dıs etkiyekarsı cevap verme hızlarının oldukça düsük oldugu görülmüstür. Bundandolayı, ikinci bir yöntem olarak, kriyojellesme teknigi varolan jellesmesistemine uygulanarak polimer matrisinin içinde birbirine baglı gözenek yapısıolusturulmustur. Böylece, AMPS ve BAAm'in serbest radikal çapraz baglanmareaksiyonları, polimerizasyon çözücüsünün donma noktasının altındakisıcaklıklarda gerçeklestirilmistir. Farklı özelliklere sahip, kriyojel adı verilen,makrogözenekli poli(AMPS) (PAMPS) hidrojelleri sentezlenmistir.Kriyojellesme metodu iki açıdan avantaj saglamıstır: Elde edilen kriyojeller,süper hızlı cevap verebilmelerinin yanında, yüksek derecede toklukgöstermislerdir. Bu çalısmanın önemli bir kısmı, donmus monomerçözeltilerinden elde edilen kriyojellerin olusumları ve özellikleri arasındakiiliski üzerine durmaktadır. Birçok deneysel parametrenin, jellerin özellikleriüzerine etkisi incelenmistir.
Özet (Çeviri)
Hydrogels are soft and smart materials capable of changing volume and/orshape in response to specific external stimuli, such as the temperature or thesolvent quality. These properties of hydrogels received considerable interest inlast three decades. However, hydrogels suffer from the lack of mechanicalstability. Further, they also exhibit a slow rate of response against the externalstimuli. These two drawbacks limit the practical applications of hydrogels. Theaim of this Ph.D. thesis is to prepare hydrogels exhibiting both an excellentmechanical performance and a superfast responsivity against the externalstimuli. To achieve this aim, two main techniques were used to obtain gels ofhigh toughness and superfast responsivity. In the first part of this thesis, it wasshown that the gelation reactions of the ionic monomer 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid sodium salt (AMPS) and the crosslinker N, N?-methylenebis (acrylamide) (BAAm) in aqueous solutions at a high crosslinkercontent and at a low monomer concentration lead to the formation of microgelnetworkgels that stiffen upon swelling. Using this route, although themechanical properties of swollen hydrogels were improved, their response rateagainst the external stimuli was too slow for practical applications. Therefore,as a second approach, an interconnected pore structure was constructed withinthe polymeric matrices by applying the ?cryogelation technique? to the presentgelling systems. Thus, the free radical crosslinking reactions of AMPS andBAAm were conducted at temperatures much below the freezing point of thepolymerization solvent. Macroporous poly(AMPS) (PAMPS) hydrogels, that is,so-called cryogels with distinct properties were prepared. The advantage of thecryogelation process was twofold: Beside the superfast responsivity of thecryogels thus obtained, they also exhibited a high degree of toughness. Themajor part of this study discusses the formation-properties relations of PAMPScryogels prepared from frozen monomer solutions. Effect of severalexperimental parameters on the gel properties was investigated.
Benzer Tezler
- Üstün mekanik özelliklere sahip ipek fibroin iskeletlerinin yüksek fibroin konsantrasyonlarında üretimi
Production of silk fibroin scaffolds with remarkable mechanical properties at high fibroin concentrations
CANER AKINCI
- Mechanically strong hyaluronic acid-based hydrogels
Yüksek mekanı̇k dayanımlı hyalüronı̇k ası̇t hı̇drojellerı̇
BURAK TAVŞANLI
- Hydrophobic associations in gels: Hybrid organo-cryogels and hydrophobically modified hydrogels
Jellerde hidrofobik etkileşimler: Hibrid organo-kriyojeller ve hidrofobik modifiye hidrojeller
DENİZ CEYLAN TUNCABOYLU
- Mekanik olarak dayanıklı tek-, çift- ve üç-ağ yapılı fibroin kriyojellerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of mechanically durable single-, double- and triple-network fibroin cryogels
BERKANT YETİŞKİN
- 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
