Epoksilenmiş soya yağı ile karboksillenmiş poli(etilen glikol) polimerinin katılma 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: 2015
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: KAAN KOYUNCU
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): CENGİZ UZUN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, epoksilenmiş soya yağı (ESO) ile uç grupları karboksillenmiş-poli(etilen glikol)'ün, (PEGDA), katılma polimerizasyonu ile ESOPEGDA polimerlerin sentezi çalışılmıştır. ESOPEGDA sentezinin birinci aşamasında; soya yağı, performik asit yöntemiyle epoksilenmiş ve ürün FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR ve MALDI-TOF yöntemleriyle karakterize edilmiştir. ESO'nun FT-IR spektrumunda 830 cm-1'de, 1H-NMR spektrumunda 3,2 ppm epoksi grubu hidrojen piki, 13C-NMR spektrumunda 55-60 ppm epoksi karbon pikleri gözlenmiştir. MALDI-TOF kütle spektrometresiyle molekül ağırlığı 934 g/mol, Paquot metodu ile epoksi miktarı 4,20 mmol-epoksi/g-ESO olduğu bulunmuştur. İkinci aşamada; molekül ağırlığı 200-1500 g/mol olan PEG polimerlerinin hidroksi uç grupları TEMPO katalizörü varlığında NaOCl oksidasyonu ile karboksillenmiş ve PEGDA200, PEGDA600, PEGDA1000 ve PEGDA1500 polimerleri hazırlanmıştır. Spektroskopik özellikler FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR ve ESI-Q-TOF-MS spektrometresi yöntemleriyle, ısısal özellikleri TGA ve DSC çalışmaları ile karakterize edilmiştir. PEGDA polimerlerinin FT-IR spektrumunda geniş 3500-2500 cm-1 karboksilik asit (-COOH) bandı, 1720 cm-1 de karboksilik asit karbonil (C=O) gerilme bandı gözlenmiştir. PEGDA200, PEGDA600, PEGDA1000 polimerlerin 1H-NMR spektrumlarında karboksilik asit proton pikleri sırasıyla 8,85 ppm, 7,50 ppm, 5,50 ppm'de, 13C-NMR spektumlarında karboksilik karbon pikleri 172-175 ppm'de belirlenmiştir. PEGDA200, PEGDA600, PEGDA1000 ve PEGDA1500 polimerlerinin ESI-Q-TOF-MS çalışmasında ortalama sayıca molekül ağırlıkları (Mn) sırasıyla 390, 680, 1050, 1420 Da bulunmuştur. PEGDA polimerlerinin TGA termogramlarında iki basamaklı ısısal bozunma gözlenmiştir. PEGDA200, PEGDA600, PEGDA1000 ve PEGDA1500 polimerlerin DSC termogramlarından camsı geçiş sıcaklıkları sırasıyla -43, -58, -56, -37 oC'da gözlenmiş, PEGDA1000 ve PEGDA1500 polimerlerinin erime sıcaklıkları 27 oC ve 41 oC, erime entalpileri 84,11 ve 114,9 J/g bulunmuştur. Son aşamada; ESOPEGDA polimerleri, 1,00, 0,87, 0,75 mol-ESO/mol-PEGDA mol oranlarındaki karışımların 120 °C sıcaklıkta 2 saat ısıtılması ile hazırlanmıştır. ESOPEGDA polimerlerinin FT-IR spektrumunda 3500 cm-1'de hidroksi gerilme, 1200 cm-1'de ester karbonili eğilme piki gözlenmiştir. ESOPEGDA polimerlerinin TGA termogramlarında 2 basamaklı ısısal bozunma olduğu görülmüştür. ESO2PEGDA200, ESO2PEGDA600, ESO2PEGDA1000 ve ESO2PEGDA1500 polimerlerin DSC termogramlarında camsı geçiş sıcaklıkları sırasıyla -25, -42, -48, -54 oC bulunmuştur. ESOPEGDA200, ESOPEGDA600, ESOPEGDA1000 polimerleri düşük krıstalinite nedeniyle küçük erime piki vermiştir. ESO1PEGDA1500, ESO2PEGDA1500 ESO3PEGDA1500 erime sıcaklıkları sırasıyla 19, 18 ve 22 °C, erime entalpileri 35, 42, ve 47 J/g olduğu bulunmuştur. ESOPEGDA polimerlerinin değme açıları su, etilen glikol ve parafin kullanarak çalışılmıştır. ESO1PEGDA200-ESO1PEGDA1000 arası örneklerin su ile verdiği değme açılarının 90° den küçük olduğu, ESO2PEGDA1000-ESO3PEGDA1500 arası polimerlerin su damlası ile verdiği açının 90°'den büyük olduğu bulunmuştur. ESOPEGDA polimerlerin Lifshitz-van der Waals (γLW) bileşen değerleri 19-26 mJ/m2 aralığında çıkmıştır. γLW, yüzey geriliminde apolar etkileşimlerin katkısını verir. ESOPEGDA polimerlerin Lewis asidi özelliğini veren γ+ değerlerinin (0-1,12 mJ/m2) çok küçük çıkması, ve polimerlerin Lewis bazı özelliğini veren γ- değerlerinin (6,38-20,81 mJ/m2) büyük olması, polimerlerin yapısında Lewis bazı (elektron verici) olarak davranan yapıların olduğunu gösterir. ESOPEGDA polimerlerinin bileşeni olan PEGDA ana zincirindeki eterik oksijen üzerindeki iki adet elektron çifti nedeniyle Lewis bazı olarak davrandığı önerilebilir. ESOPEGDA polimerlerin toplam yüzey gerilimi/enerjisi γtop= γLW + γAB apolar ve polar bileşenlerin toplamından oluşmaktadır ve bu değerlerin 22,30-19,28 mJ/m2 aralığında değiştiği hesaplanmıştır.