Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

KURTULUŞ Bestenur
Danışman : Doç.Dr.Gülten GÜRDAĞ

Anabilim Dalı : Kimya Mühendisliği

Programı : Kimyasal Teknolojiler

Mezuniyet Yılı : 2009

Tez Savunma Jürisi : Doç.Dr. Gülten GÜRDAĞ

Prof.Dr. Oğuz OKAY

Doç.Dr. Hasine KAŞGÖZ

Doç.Dr. Cemal ÖZEROĞLU

Yard.Doç.Dr. Selva ÇAVUŞ

İyonik Poli(N-izopropilakrilamid) Kopolimerlerinin Hazırlanması ve Karakterizasyonu

Bu çalışmada, N-izopropilakrilamid (NIPAM) ve N,N-dimetilaminoetil metakrilat (DMAEMA)/N,N-dimetilaminoetil metakrilat sülfat (DMAEMASA) monomerlerinden çapraz bağlı, katyonik NIPAM-DMAEMASA ve NIPAM-DMAEMA kopolimer jelleri hazırlanmıştır. İlk kez bu çalışmada hazırlanan yeni NIPAM-DMAEMASA kopolimer jellerinin özellikleri, modifiye edilmemiş DMAEMA kullanılarak hazırlanan NIPAM-DMAEMA jellerinin özellikleri ile karşılaştırılmıştır. Polimerizasyon reaksiyonları destile su içinde, amonyum persülfat (APS) başlatıcısı ve N,N,N’,N’-tetrametiletilendiamin hızlandırıcısı kullanılarak, 40oC’da gerçekleştirilmiştir. Çapraz bağlama vasıtası olarak toplam monomer konsantrasyonunun % 0.5 ve % 2’si kadar N,N’-metilen bis akrilamid (NMBA) kullanılmış; toplam monomer konsantrasyonu ise 0.8 M olarak sabit tutulmuştur. Çalışmada, hazırlanan kopolimer jellerin şişme davranışının pH ve sıcaklık ile değişimi incelenmiştir. Bu amaçla jeller, çeşitli sıcaklıklarda (10-40oC), destile su içinde ve 20oC’da çeşitli pH değerlerine sahip (2.2, 2.8, 5.0, 7.0, 8.5 ve 10.0) tampon çözeltiler içinde 24 saat süre ile bekletilerek, şişme denge değerlerine ulaşmaları sağlanmış ve şişme denge değerleri gravimetrik yöntemle belirlenmiştir. Jellerin karakterizasyonunda elementel analiz ve FTIR spektroskopisine ilaveten, mikroskopik morfoloji incelemesi için taramalı elektron mikroskopisi (SEM) yöntemi kullanılmıştır.

Çalışmada, poli(N-izopropilakrilamid) (PNIPAM)’ın alt kritik çözelti sıcaklığının (LCST) üzerindeki bir sıcaklıkta, 40oC’da, saydam görünümlü NIPAM hidrojelleri elde edilmiştir. NIPAM-DMAEMASA kopolimerlerinde, DMAEMASA komonomeri ve çapraz bağlayıcı miktarının artması ile şişme denge değerlerinin azaldığı, buna karşılık şişme ortamının sıcaklığının artması ile şişmenin arttığı tespit edilmiştir. NIPAM-DMAEMASA ve NIPAM-DMAEMA kopolimerlerinin destile su içinde, 20oC’daki şişme denge değerleri karşılaştırıldığında, ilkinin 5.5 kat daha yüksek su absorbladığı belirlenmiştir. NIPAM-DMAEMA kopolimerlerinde DMAEMA miktarı ve sıcaklık ile şişme denge değerleri azalmış ve alt kritik çözelti sıcaklığı 20oC olarak tespit edilmiştir. DMAEMASA-NIPAM kopolimerleri 20oC’da, iyonik şiddeti 0.1 M olan tampon çözeltiler içinde, pH=5’de faz geçişi göstermiş iken; DMAEMA-NIPAM kopolimerleri ise asidik ve bazik pH’da maksimum, nötral ortamda ise minimum şişme sergilemiştir. DMAEMA-NIPAM polimerlerinde faz geçiş pH’ının DMAEMA miktarı ile 5’ten 7’ye artış gösterdiği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: N-izopropilakrilamid, N,N-dimetilaminoetil metakrilat, N,N-dimetilaminoetil metakrilat sülfat, hidrojel, şişme.