Soya yağı bazlı poliol ile karboksillenmiş-poli(etilen glikol) polimerinin kondenzasyon tepkimesi ile çapraz bağlı polimerlerin hazırlanması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HANDE ÜNVER
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): CENGİZ UZUN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, soya yağı bazlı poliol (SPOL) ile uç grupları karboksillenmiş poli(etilen glikol) polimerinin kondenzasyon polimerizasyonu ile çapraz bağlı PEGDASPOL polimerlerinin sentezi çalışılmıştır. SPOL sentezinin birinci aşamasında; soya yağı üzerindeki çift bağlar formik asit ve hidrojen peroksit kullanılarak epoksilenmiş ve FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR ve MALDI-TOF yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Epoksilenmiş soya yağının (ESO) FT-IR spektrumunda 828 cm-1'de, 1H-NMR spektrumunda 3,0-3,2 ppm arasındaki bölgesinde epoksi grubuna ait hidrojen piki, 13C-NMR spektrumunda 50-60 ppm arasındaki bölgede epoksi karbon pikleri gözlenmiştir. MALDI-TOF-MS kütle spektrometresiyle ESO'nun ortalama molekül ağırlığı 985 g/mol, Paquot metodu ile epoksi miktarı 3,81 mmolepoksi/gESO olduğu bulunmuştur. SPOL sentezinin ikinci aşamasında ise epoksilenmiş soya yağı THF, su ve perklorik asit ile oksiran halka açılması reaksiyonu vererek hidroksilleme işlemi yapılmış ve FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR ve MALDI-TOF-MS yöntemleriyle karakterize edilmiştir. SPOL'ün FT-IR spektrumunda 828 cm-1'de bulunan epoksi grubuna ait pik kaybolmuş ve 3400 cmˉ¹'de hidroksi bandı oluşmuştur. 1H-NMR spektrumunda 3,0-3,2 ppm kimyasal kayma değerinde bulunan epoksi grubuna ait -CH-CH- protonlarının ve 2,8-3,0 ppm kimyasal kayma değerinde bulunan epoksi grubuna komşu metilen grubuna ait proton pikleri kaybolmuş ve 3,3-4,1 ppm'de -OH grubuna ait proton piki gözlenmiştir. 13C-NMR spektrumunda 50-60 ppm aralığında gözlenen epoksi karbon atomuna ait pikler kaybolmuştur. MALDI-TOF kütle spektrometresiyle SPOL'ün 713, 1057 merkezli digliserid ve trigliserid moleküllerinden oluşan iki ayrı molekül ağırlığı dağılımı verdiği gözlenmiştir. Hidroksi miktarı 5,69 mmolOH/gPoliol olarak bulunmuştur. Molekül ağırlığı 600, 1000,1500 g/mol olan poli(etilen glikol) (PEG) polimerlerinin hidroksi uç grupları TEMPO (2,2,6,6- tetrametilpiperidin-1-oksil) katalizörü varlığında NaOCl oksidasyonu ile karboksilik aside (PEGDA) dönüştürülmüş ve FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR ve MALDI-TOF spektrometresi yöntemleriyle karakterize edilmiştir. PEGDA polimerlerinin FT-IR spektrumunda 3500-2500 cm-1'de geniş karboksilik asit (-COOH) bandı, 1745 cm-1'de karboksilik asit karbonil (C=O) gerilme bandı gözlenmiştir. PEGDA600, PEGDA1000 ve PEGDA1500 polimerlerin 1H-NMR spektrumlarında karboksilik asit proton pikleri sırasıyla 8,2; 7,1; 6,6 ppm'de, 13C-NMR spektrumlarında karboksilik asit karbon pikleri 170-172 ppm'de belirlenmiştir. PEGDA600, PEGDA1000, PEGDA1500 polimerlerinin MALDI-TOF çalışmasında ortalama sayıca molekül ağırlıkları (Mn) sırasıyla 710, 1030, 1600 g/mol bulunmuştur. PEGDA polimerlerinin uç grupları tiyonil klorür kullanılarak asit klorüre dönüştürülmüştür (PEGDACl). PEGDACl600, PEGDACl1000 ve PEGDACl1500 örneklerinin FT-IR spektrumlarında yapıya bağlanan klorun etkisiyle; 1745 cmˉ¹'de bulunan karboksilik asit karbonil (C=O) gerilmelerine ait olan pik kaybolmuş ve 1800 cmˉ¹'de asit halojenüre ait karbonil (R-CO-Cl) piki ve 750 cmˉ¹'de C-Cl eğilmesine ait karakteristik pik oluşumu gözlenmiştir. Son aşamada PEGDACl ve SPOL polimerleri 1,32; 1,08; 0,91; 0,79 molPEGDA/molSPOL mol oranlarında karıştırılarak çapraz bağlı PEGDASPOL polimerleri sentezlenmiştir. Sentezlenen ürünler FT-IR, TGA, DSC ile karakterize edilmiştir. PEGDASPOL polimerlerinin FT-IR spektrumlarında gözlenen ortak özellik, PEGDACl örneklerinin spektrumunda 1800cm-1'de gözlenen açil halojenüre ait (R-CO-Cl) pikinin kaybolmasıdır. Ayrıca SPOL spektrumunda 3400 cm-1'de gözlenen hidroksi bandı, PEGDASPOL polimerleri spektrumunda da şiddeti azalmış olarak gözlenmiştir. Bu değişimler; PEGDACl'nin açil klorürü ile SPOL'un hidroksi grubunun esterleşme rekasiyonu vermesi kaynaklıdır. Çapraz bağlı PEGDASPOL polimerlerinin aseton, THF ve suda çözünmediği, ağırlıkça %90'ın üzerinde çözünmeyen çapraz bağlı yapının geriye kaldığı belirlenmiştir. Çapraz bağlı PEGDA600SPOL, PEGDA1000SPOL ve PEGDA1500SPOL polimerlerinin ısısal kararlılığı 10 ˚C/dak ısıtma hızında ısıtılarak 25-700˚C sıcaklık aralığında, azot atmosferinde TGA termogramları kaydedilmiş ve örneklerin tek basamaklı ısısal bozunma davranışı gösterdiği bulunmuştur. PEGDA600SPOL, PEGDA1000SPOL ve PEGDA1500SPOL çapraz bağlı polimerlerin ısısal geçişleri -80 ile 160 ˚C sıcaklık aralığında azot atmosferinde, 20 ˚C/dak ısıtma hızında DSC termogramları çekilerek belirlenmiştir. Sentezlenen tüm çapraz bağlı PEGDASPOL polimerlerinin ortak özelliği camsı geçiş sıcaklıklarının -30 ile -54 °C sıcaklık aralığında olmasıdır. PEGDA600SPOL ve PEGDA1000SPOL polimerlerinin çoğunun amorf yapıda olduğu, PEGDA1500SPOL polimerlerinin yarı kristalin yapıda olduğu belirlenmiştir.