Süspansiyon polimerizasyonu tekniği ile çapraz bağlı poli(n-bütil metakrilat) kürelerinin hazırlanması ve şişme özelliklerinin incelenmesi
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 47167
- Danışmanlar: PROF.DR. GÜVEN OLGUN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1995
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 99
Özet
ÖZET Bu çalışmada; çeşitli çapraz bağ yoğunluğuna sahip Poli(n-bütil metakrilat) (PnBMA) mikrokürelerinin süspansiyon polimerizasyon yöntemiyle hazırlanması, karakterizasyonu ve çeşitli çözücülerde şişme davranışları incelenmiştir. Polimerizasyon parametrelerinin ayarlanmasıyla, istenilen boy ve tane dağılımına sahip PnBMA mikrokürelerinin elde edilebileceği gösterilmiştir. Süspansiyon polimerizasyonu yöntemiyle yaklaşık 800-1000 ıun çapında olması istenilen PnBMA küreleri, 0.01 g benzoil peroksit (BPO)/g n-BMA başlatıcı, hacimce 1/5 monomer/su, 0.013 g trikalsiyum fosfat (TCP)/ml su ve 0.013 g poli(vinil pirolidon) (PVP) (700 000)/ml su kararlı kılıcı oranlarında, 400 devir/dak karıştırma hızında, 70 ° C sıcaklık ve azot atmosferinde elde edilmiştir. Polimerizasyon kinetiğinin incelenmesi amacıyla, 55-75 ° C sıcaklık aralığında gravimetrik olarak % dönüşüm eğrileri oluşturulmuş, başlangıç bölgesindeki eğimlerinden bulunan polimerizasyon hızlarının logaritmik değeri, Arrhenius eşitliği gereğince l/T' ye karşı grafiğe geçirilerek, polimerizasyon reaksiyonunun aktivasyon enerjisi değeri 80.44 kj/mol olarak bulunmuştur. Çapraz bağlayıcı madde Özellikleri (uzunluk ve fonksiyonalite) ve çapraz bağlanma yoğunluğunun polimerin çeşitli özelliklerine etkisinin araştırılması için, etilenglikol dimetakrilat (EGDMA), bütandiol-(l,4)- dimetakrilat (BDDMA) ve trimetilolpropan trimetakrilat (TMPTMA) çapraz bağlayıcıları varlığında polimerizasyon tekrarlanmış ve elde edilen çapraz bağlı PnBMA mikroküreleri spektroskopik, ısıl, mekanik, şişme ve ağ yapısı özellikleri incelenerek karakterize edilmiştir. Termogravimetrik analiz sonuçları, örneklerin çok aşamalı ısıl bozunmaya uğradıklarını göstermiştir. Hazırlanan tüm örnekler için çapraz bağlayıcı, anhidrit oluşumunu azaltırken polimerin ısıl kararlılığını da arttırmıştır. TMPTMA ile hazırlanan örneklerin camsı geçiş sıcaklıkları, diğer sistemlerinkinden daha yüksek bulunmuştur. Çapraz bağlanma yoğunluğunun artmasıyla, tüm örneklerin camsı geçiş sıcaklıkları az da olsa bir artış göstermiştir.II TMPTMA ile hazırlanan örneklerin diğer çapraz bağlayıcılarla hazırlanan örneklere göre dayanıklılığının düşük ve Young modülü değerlerinin fazla olduğu gözlenmiştir. Çapraz bağlanma yoğunluğunun artmasıyla, tüm örneklerin dayanıklılıkları azalırken, Young modülü değerleri de artmıştır. Çapraz bağlı mikrokürelerin dinamik şişme davranışları çeşitli çözücülerde optik mikroskop ile, zamanla küre çapının değişimi ölçülerek incelenmiş ve ağ yapısı özellikleri araştırılmıştır. Şişme davranışları ve ağ yapısı özelliklerinin, küre çapma bağlı olduğu belirlenmiş ve tüm şişme deneylerinde 800 um çaplı örnekler kullanılmıştır. Düşük çapraz bağ yoğunluğuna sahip, dolayısıyla yüksek şişme özelliği gösteren yapılarda ve düşük molekül ağırlığına sahip çözücüler ile yüksek difüzyon hızına ulaşılabileceği belirlenmiştir. Şişme kinetiği sonuçları, çapraz bağlı mikrokürelere çözücü difüzyonunda, düşük çapraz bağlanma yoğunluğunda ve düşük molekül ağırlıklı çözücülerle Fick tipi difüzyon mekanizması geçerli iken, yüksek çapraz bağlanma yoğunluğunda Fick tipi difüzyondan uzaklaşıldığını göstermiştir. Bu durum, çapraz bağlanma yoğunluğu ayarlanılarak istenilen sabit difüzyon hızına ulaşılabileceğini göstermektedir. Çapraz bağ yoğunluğu, şişme oram, çapraz bağlar arasındaki molekül ağırlığı gibi ağ yapısını karakterize eden büyüklüklerin değerlendirilmesi sonucu, üç fonksiyonel gruplu TMPTMA ile hazırlanan mikrokürelerde çapraz bağlar arasındaki molekül ağırlığının küçük, çapraz bağ yoğunluğunun fazla, dolayısıyla da şişmenin az olduğu gözlenmiştir. BDDMA ile hazırlanan mikrokürelerin en büyük çapraz bağlar arası zincir uzunluğuna ve dolayısıyla en fazla şişmeye sahip oldukları gözlenmiştir. Şişme davranışları itibariyle en düşük molekül ağırlığına sahip çözücülerin en çok şişme gösterdiği gözlenmiştir. Benzer sonuçlar çözücünün çözünürlük parametresinin azalması ile de ortaya çıkmıştır. Ayrıca bu çalışmada elde edilen çapraz bağlı PnBMA kürelerinin benzinde çok iyi şiştikleri ve yapılarında yüksek oranlarda benzin tutabildikleri görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Ill SUMMARY In this study; the preparation of poly(n-butyl methacrylate) (PnBMA) microspheres with different crosslinking densities by suspension polymerization technique, their characterization and behaviors of swelling in different solvents were investigated. By controlling the polymerization parameters, it was possible to obtain the PnBMA spheres with desired particle size and distribution. The PnBMA spheres with 800-1000 nm diameter were obtained by using 0.01 g benzoil peroxide (BPO)/g n-BMA initiator, 1/5 ratio of monomer/water in volume, 0.013 g tricalcium phosphate (TCP)/ml water and 0.013 g poly(vinly pyrrolidone) PVP (700 000)/ml water stabilizing agent, with 400 rpm stirring speed, at 70 °C and in nitrogen atmosphere. Rate of polymerization, Rp, was calculated from the slopes of % conversion v.s. time plots. Polymerization rate increases with temperature. The activation energy of polymerization was calculated by using Arrhenius equation and found as 80.44 kj/mol in the temperature range of 55-75 °C In order to investigating the effectiveness of crosslinking agent (size and functionality) and degree of crosslinking on the structure of the polymers, the polymerization was replicated with crosslinking agents of ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA), butanediol-(l,4)- dimethacrylate (BDDMA) and trimethylolpropane trimethacrylate (TMPTMA) and then, the characterization such as swelling and thermal behavior, spectroscopic, mechanical, and network properties were investigated. Results of termogravimetric analysis showed that, the samples exhibited multistage thermal degradation. For all prepared samples, the crosslinking had caused a decrease in anhydride formation and an increase in thermal stability. Glass transition tempratures of samples prepared with TMPTMA was found to be higher than the other systems. Glass transition temperature of all samples showed an increase related with increasing crosslinking density. For samples prepared with TMPTMA, it was observed that lower toughness and higher Young modulus values were obtained relative to the other samples prepared with different crosslinking agents. WithIV increasing degree of crosslinking, while decreases observed for the toughnesses of all samples, Young modulus values increased. Dynamic swelling behaviors of crosslinked spheres in different solvents were determined by measuring the diameter of sphere as a function of time with an optical microscope. It was found that swelling behaviors and network properties were depended on the diameter of crosslinked sphere. Samples with 800 urn diameter were used in all swelling experiments. In samples with relatively low crosslink density and high swelling properties, it was observed that diffussion coefficient is reached to higher value in low molecular weight solvents. From the results of the swelling kinetics, in diffusion of solvent into the crosslinked microspheres, while the Fickian diffusion mechanism was valid for low degree of crosslinking with low molecular weight solvents but in high degree of crosslinking, Fickian diffusion mechanism was not observed. It is therefore concluded that any desirable constant diffusion rate can be achieved by adjusting the degree of crosslinking. The results of evaluation of the network characterizations, such as ratio of swelling, crosslinking density, moleculer weight between crosslinks, revealed that molecular weight is lower and crosslinking density is higher between crosslinks in microsphere prepared with TMPTMA which has three functional groups. Therefore, it was found that the swelling was low. It was observed that, microspheres which were prepared with BDDMA had the longest chain between the crosslinks, the lowest crosslinking density and the greatest swelling ratio. According to the swelling behaviors, it was determined that swelling is larger in solvents with low molecular weights. Similar results were obtained with decreasing of solubility parameters of solvent. Also, the results of this study indicate that, the crosslinked PnBMA microsphere were swollen gasoline very well, and retain high ratio of gasoline in their structure.
Benzer Tezler
- İdrarda fitalat ester metabolitlerinin tayini için moleküler baskılanmış polimer temelli katı faz ekstraksiyon metodunun geliştirilmesi
Development of molecularly imprinted polymer-based solid phase extraction method for the determination of phthalate ester metabolites in urine
MELİKE KÜÇÜK
- Synthesis and applications of recoverable solid supported ligand for ATRP
ATRP için geri kazanılabilir katı ligand sentezi ve uygulamaları
EREN ELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN HAYRİ ACAR
- Akrilik esaslı gözenekli polimerler ile çevreye zararlı maddelerin giderimi
Removal of hazardous materials for environment by porous polymers based on acrylic
AYŞE ELİF TAŞCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. İLKNUR KÜÇÜK
- Karşıt bağlı PMMA taneciklerinin gözenekliliğine karışık çözücülerin etkisi
Başlık çevirisi yok
MERYEM AYKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULKADİR KUYULU