Çok sayıda metakrilat fonksiyonlu suda çözünür çapraz bağlayıcı
Multimethacrylate functional, water soluble crosslinker
Yazar: MUSTAFA AKAR
Danışman: PROF. DR. OKAN SİRKECİOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu çalışmada asılı metakrilat grupları taşıyan yeni bir polikuat'ın sentezi sunulmuştur. Buradaki sentez stratejisi metakrilik asidin 2-bromo etanolün bor esterine etkisi ile elde edilen bromoetil metakrilatın (BEMA) 4-vinil piridine etkisiyle meydana ?kendiliğinden polimerleşme? reaksiyonuna dayanmaktadır.Bu reaksiyon 1HNMR, FT-IR ve viskozite ölçümlerinden anlaşıldığına göre molekül ağırlığı 1000 olan ve her tekrarlanan birimde etilmetakrilat grupları taşıyan suda çözünür 4-vinil piridinyum oligomerlerini vermektedir.Elde edilen bu oligomer akrilik asit, akril amit, N-vinil formamit, N-vinil pirolidinon, diallildimetilamonyum klorür gibi monomerlerden meydana gelen çapraz bağlı hidrojellerin sentezlenmesinde çok fonksiyonlu çapraz bağlayıcı olarak kullanılmıştır. Bu denemelerde her defasında hızlı bir jelleşme gözlenmesi bu çok fonksiyonlu suda çözünür çapraz bağlayıcının etkinliğini göstermiştir. Jellerin su emme kapasiteleri ve şişme kinetikleri metilen bis-akrilamit (BIS) kullanılarak elde edilen hidrojellerinkilerle mukayese edilmiştir. Deneyler göstermiştir ki yeni çapraz bağlayıcıyla elde edilen hidrojeller BIS kullanılarak elde edilenlere kıyasla çok daha hızlı şişmekte fakat dengedeki şişme kapasiteleri daha düşük kalmaktadır.Burada ayrıca elde edilen hidrojellerin çapraz bağlanma-şişme ilişkileri? Flory-Rehner?, ? Affine network ve Phantom network? modelleriyle incelenmiştir. Çalışmada ayrıca çok fonksiyonlu çapraz bağlayıcının kendi kendisiyle çapraz bağlanmasıyla elde edilen hidrojellerde reaksiyona girmeden kalan çift bağ yüzdesi FT-IR ile incelenmiştir.Bu inceleme metakrilat çift bağlarının yaklaşık %34 ünün reaksiyona uğramadan kaldığını göstermiştir. Sabunlaşmıyor oluşu, suda çözünür monomerlerle hızlı jel oluşurması ve elde edilen şeffaf jellerin yüksek çapraz bağ yoğunluklu olması bu oligomerin belirgin üstünlükleridir.

Abstract:
In this study, synthesis of a new polyquat with methacrylate pendant groups is presented. The synthetic strategy involves spontaneous polymerization of 4-vinyl pyridine with 2-bromoethylmethacrylate (BEMA), which was prepared by action of methacrylic acid on boron ester of bromoethanol. The reaction yielded water-soluble 4-vinyl pyridiniun oligomers (Mw: 1000 Da) with ethyl methacrylate groups in each repeating unit, as inferred from 1HNMR, FT-IR and viscosity measurements.hydrogels derived from methylene bis-acrylamide (BIS). Experiments revealed that the as prepared hydrogels show fast swelling characteristics, but lower equilibrium swelling capacities in comparison to those of the constituting with from BIS.Moreover, crosslinking-swelling relationship of the resulting hydrogels were evaluated based on ?Flory-Rehner, Affine network and Phantom network ?models.We have also investigated the residual double bond density in the crosslinked hydrogel obtained by self-crosslinking of the multifunctional crosslinker, by FT-IR.This estimation revealed 34 % of methacrylate double bonds remains unreacted. Non-hydrolizability, rapid gelation capability in the copolymerization with water-soluble monomers and high crosslink densities of the resulting transparent hydrogels are apparent pecularities of the multifunctional crosslinker presented.