Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

Ayşegül Gökalp
Danışman : Doç. Dr. Gülten Gürdağ

Anabilim Dalı : Kimya Mühendisliği

Programı : Kimyasal Teknolojiler

Mezuniyet Yılı : 2009

Tez Savunma Jürisi : Doç.Dr.Gülten GÜRDAĞ (Danışman ,İ.Ü.)

Prof.Dr. Ahmet KAŞGÖZ (İ.Ü.)

Prof.Dr. M.Ali GÜRAYNAK (İ.Ü.)

Doç.Dr. Cemal ÖZEROĞLU(İ.Ü.)

Y.Doç.Dr. Selva ÇAVUŞ (İ.Ü.)


Gözenekli, İyonik Süper Absorban Polimer Jellerin Hazırlanması Ve Karakterizasyonu
N,N-(dimetilamino)etil metakrilat sülfat (DMAEMASA) ve N,N-dimetilakrilamid (DMAm) monomerlerinden çapraz bağlı poli(N,N-(dimetilamino)etil metakrilat sülfat) (PDMAEMASA veya 100 DESA) homopolimeri ve poli(N,N-(dimetilamino)etil metakrilat sülfat-ko-N,N-dimetilakrilamid) (P(DMAEMASA-ko-DMAm)) kopolimerleri ilk kez bu çalışmada hazırlanmıştır. Gerek homopolimer gerekse kopolimer jeller, uyarıya duyarlılıklarını arttırmak için ağırlıkça % 5 ve %10 oranında sukroz (SUC), poli(etilen glikol) 2000 (PEG) ve sodyum bikarbonat (NaHCO₃) varlığında hazırlanarak gözenekli yapıya sahip olmaları sağlanmıştır.
Polimerizasyon reaksiyonları, başlatıcı olarak toplam monomer miktarının molce %1 oranında amonyum persülfat (APS), hızlandırıcı olarak APS miktarına eşit ağırlıkta N,N,N’,N’-tetrametilendiamin (TEMED) ve çapraz bağlayıcı olarak toplam monomer miktarının molce %1’i oranında N,N’-metilen bis akrilamid (NMBA) kullanarak, sulu çözeltide, 40^oC’da 24 saat sürede gerçekleştirilmiştir. Başlangıç toplam monomer konsantrasyonu 1 M olarak sabit tutulmuştur. DMAEMASA-DMAm kopolimerlerinin hazırlanmasında besleme bileşimindeki DMAm komonomeri miktarı molce %20 ve %40 oranında alınarak sırasıyla 80 DESA ve 60 DESA kopolimerleri hazırlanmıştır.

Elde edilen jellerin destile su içinde 20, 30, 40 ve 60^oC’daki şişme denge değerleri (Q) ile sabit iyonik şiddete (I= 0.1M) ve değişik pH değerlerine (pH=2.2, 3.0, 5.0, 7.0 ve 10.0) sahip tampon çözeltiler içinde 20^oC’daki şişme denge değerleri belirlenerek, ilk kez bu çalışmada hazırlanan DMAEMASA homopolimer ve DMAEMASA-DMAm kopolimerlerinin sıcaklığa ve pH’a bağlı şişme davranışı ve şişme değerlerinin zamanla değişimi incelenmiştir. İlaveten polimerlerin gözenek oluşturucu varlığında ve yokluğunda hazırlanması ile gözenek oluşturucu miktarı ve tipinin şişme davranışı üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Polimerlerin yapısal ve termal karakterizasyonu elementel analiz, FTIR, DSC ve SEM yöntemleri ile gerçekleştirilmiştir.

Elementel analiz sonuçları DMAEMASA monomerinin homopolimer ve kopolimerde teorik değerin yaklaşık % 70’i oranında bulunduğunu göstermiştir. Bu sonuç, homopolimer ve kopolimer yapılarında sırasıyla DMAEMASA ve DMAEMASA-DMAm’in yanında DMAEMA’ın varlığına işaret etmektedir. Homopolimerin camsı geçiş sıcaklığı (Tg) değeri 168.4^oC olarak tespit edilmiş olup, yapıya DMAm’in girmesi ile 80 DESA ve 60 DESA kopolimerlerinin Tg değerlerinin, sırasıyla 154.6 ve 147.8^oC’a düştüğü görülmüştür. Gözenek oluşturucu kullanımı homopolimerde Tg değerlerini NaHCO₃ , PEG , SUC sırasında azaltırken; 80 DESA ve 60 DESA kopolimerlerinde NaHCO₃ ve PEG Tg değerleri üzerinde pek etki yapmazken, sukroz yaklaşık 7^oC’lık düşmeye neden olmuştur.
Destile su içindeki şişme değerleri monomer beslemesindeki DMAEMASA miktarının artışı ile azalmış ve en düşük Q değeri gözeneksiz homopolimerde tespit edilmiştir. Destile sudaki şişme denge değerlerinin sıcaklıkla ve gözenek oluşturucu kullanımı ve miktarının artışı ile arttığı belirlenmiştir. Şişme denge değerleri üzerinde en büyük pozitif etkiyi NaHCO₃ gösterirken, PEG ve SUC yakın performans sergilemiştir.
Gözenekli ve gözeneksiz homopolimer ve kopolimerlerin tampon çözeltiler içindeki şişme değerleri pH=5’de minimum göstermiş olup, asidik ve bazik pH’larda, düşük pH’da daha fazla olmak üzere yüksek Q değerleri gözlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: N,N-(dimetilamino)etil metakrilat sülfat, N,N-dimetilakrilamid, sukroz, poli(etilen glikol) 2000, sodyum bikarbonat, gözenekli jel.