Arayüzey vasıtalı raft polimerizasyonu ile poli(4-akriloil morfolin) fırçaların sentezi ve kinetik analizi
Asynthesis and kinetic analysis of 
poly(4-acryloylmorpholine) brushes via interface 
mediated raft polymerization
Yazar: ESMA KILIÇER
Danışman: PROF. DR. TUNCER ÇAYKARA
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, bis-2-(propiyonikasit) tritiyokarbonat tersinir katılma-ayrılma zincir transfer (RAFT) ajanı silisyum (111) yüzeyinde bulunan 1,2-epoksi-9-deken molekülüne halka açılması reaksiyonu ile bağlandı. RAFT ajanı bağlı silisyum yüzey, 4-akriloil morfolin'in arayüzey vasıtalı RAFT polimerleşmesinde yapısal olarak iyi tanımlanmış poli(4-akriloil morfolin) [poli(ACMO)] fırçaların sentezi için kullanıldı. Yüzey modifikasyonu ve diğer özellikler grazing angle aksesuarlı Fourier dönüsümlü infrared spektroskopisi, X-ışınları fotoelektron spektroskopisi, elipsometri, atomik kuvvet mikroskopu ve su değme açısı ölçümleri ile takip edildi. Kinetik çalışmada polimerleşme süresi ile poli(ACMO) film kalınlığının doğrusal artması, yüzeyde büyüyen polimer zincirlerinin kontrolü süreçle gerçekleştiğini işaret ediyor. İyi kontrollü arayüzey vasıtalı RAFT polimerleşmesi için kanıt, monomer dönüşümü ile nükleer manyetik rezonans (NMR) ölçümlerinden belirlenen sayıca ortalama mol kütlesinin (Mn,NMR) doğrusal artışından da görüldü.  Gözlenen hız sabiti (kpapp) değeri 2,9×10−2 saat−1 olarak bulundu. Aşılanma yoğunluğu (σ) ve yüzeye bağlı polimer zincirleri arasındaki uzaklık  (D) sırasıyla  0,58 zincir/nm2  ve 1,5 nm olarak hesaplandı. Bağlanma noktaları arasındaki uzaklık değerinin jirasyon yarıçapın iki katına oranının (D/2Rg<1) 1'den küçük olması, yüzeyde oluşan polimer zincirlerinin "fırça" konformasyonunda olduğu işaret etmektedir.

Abstract:
In this  study, a reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) agent was directly anchored onto silicon (111) surface in a simple procedure using a ring opening reaction bis-2-(propionicacid) trityocarbonate with 1,2-epoxy-9-decene initially present on the silicon surface. The RAFT agent-functionalized silicon substrate was then used for the interface-mediated RAFT polymerization of N-acryloylmorpholine to fabricate structurally well-defined poly(N-acryloylmorpholine) [poly(ACMO)] brushes. The surface modification and other properties were followed by grazing angle accessories fourier transform infrared spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, ellipsometry, atomic force microscopy and water contact angle measurements. Kinetic studies revealed a linear increase in poly(ACMO) film thickness with polymerization time, indicating that the chain growth from the surface is a controlled process. Evidence of a well-controlled surface-mediated RAFT polymerization was also gained from a linear increase of number-average molecular weight (Mn,NMR) determined by nuclear magnetic resonance (NMR) measurements with overall monomer conversions. The apparent propagation rate constant (kpapp) was found to be 2,9×10−2 h−1. The grafting density (σ) and the average distance between grafting points (D) were estimated to be 0,58 chains/nm2 and 1,5 nm, respectively. Since D to twice the radius of gyration (Rg) of the corresponding free polymer chains, does not exceed 1 for the anchored polymer chains, i.e. (D/2Rg< 1), all grafted poly(ACMO) films were in the "brush regime".