Polietilenoksit (PEO) ve polivinilpirolidon (PVP)'un kimyasal ilgi profilleri ve karışabilirlikleri
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MİRAY KOÇ
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): ALİ GÜNER
Özet:Polivinilpirolidon (PVP) ve Polietilen glikol (PEG)/Polietilen oksit (PEO) karışımlarının uyumluluğu ve karışabilirliği, "benzer benzeri çözer" in matematiksel uygulamasının algoritmik bir yaklaşımı ile iki farklı çözücüde incelenmiştir. Kohezif enerji yoğunluğu/çözünürlük parametreleri, bunların alt-parametreleri ve PEO (δT: 20.9 (j/cm3)1/2) ile PVP (δT: 22.8 (j/cm3)1/2)'in alt-parametre kombinasyonları Hansen' in atomik grup katkısı metodu ile hesaplanmıştır. Daha sonra bunların iki boyutlu (2D) ve üç boyutlu (3D) grafikleri, polimerlerin farklı çözücülerdeki çözünürlük/ilgi profilleri oluşturularak çizilmiştir. Algoritmik hesaplamaların sonucunda, karışım/çözücü sistemleri için, 1,4-dioxane (δT: 20.0 (j/cm3)1/2) en iyi çözücü olarak tespit edilirken, su (δT: 47.5 (j/cm3)1/2) en zayıf çözücü olarak tespit edilmiştir. Teorik hesaplamaların sonucunda da, PVP-PEO-1,4-dioksan sistemi, en uygun, uyumlu ve karışabilir eşler olarak kabul edilmiştir. Hansen' in yaklaşımına göre yapılan teorik hesaplamaların doğrultusunda, polimerler ve polimer-çözücü arasındaki spesifik etkileşimleri karakterize etmek için Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) spektroskopisi, X-ışını Kırınımı (XRD), Çözelti Kalorimetresi (TAM III – solcal) ve Dinamik Mekanik Analiz (DMA) kullanılmıştır. FTIR, polimer karışımlarındaki etkileşimlerin boyut ve doğasını incelemede kullanılan bir seçim metodu olmuştur. H-bağı oluşumu, PVP-PEO karışımı hazırlandığında, moleküler seviyedeki iki molekül arasındaki dinamik etkileşimi değiştirmektedir ve bu değişimi izlemede IR metodu öncelikli olarak kullanılmaktadır. PVP ağırlıklı olarak azot üzerinden veya laktam halkası üzerindeki karbonil grubu yoluyla H-bağı oluşturma kapasitesine sahiptir. Bu da, frekansdaki değişikliklerin, etkileşen grupların bant genişliği ve bant kaymasına sebep olduğunu açıkca göstermektedir (C=O gerilme titreşimleri). PVP' nin amorf yapısı ve PEO' in yarı-kristalin yapısı (2θ= ̃19° ve 24°), X-ışını kırınımı (XRD) ile doğrulanmıştır. Amorf polimerlerde görünmeyen keskin pikler, 1,4-dioksan içerisinde hazırlanan örneklerde kristalinite değişimleri ve keskin pik değişimleri etkin bir şekilde gözlenmiştir. Çözünme ısısı, bütün çözünme işlemindeki her basamağa ait entalpilerin toplamını ifade etmektedir. ΔHS, Hess yasası ile, başlangıç noktası katı PVP, PEO ve PVP-PEO karışımı ve sonuç ürününün sudaki ve1,4-dioksandaki çözeltileri olmak şartıyla, bazı basamakların toplamı olarak bilinir. Esas ΔHS değişimi 1,4-dioksan içindeki PEO ve PEO-karışımlarında gözlenmiştir. Polimerlerin ve polimer karışımlarının, dinamik mekanik özellikleri, camsı geçiş sıcaklıkları ve camsı geçiş sıcaklık değişimleri (ΔTg), Depolama modulus-T ve Türev depolama modulus-T ölçeği kullanılarak çalışılmış ve esas ΔTg değişimleri polimer karışımı-1,4-dioksan sisteminde gözlenmiştir. Bununla beraber, nemin polimer örnekleri üzerindeki etkisi ve etkileşim dinamizmi de detaylı olarak incelenmiştir. Algoritmik hesaplamalar ve deneysel çalışmaların sonucunda, PEO-PVP çözücü karışımı sisteminde 1,4-dioksan en iyi çözücü olarak tespit edilirken su en zayıf çözücü olarak tespit edilmiştir.