Yeni poliakrilik asit esaslı süperabsorbent polimer sentezi ve analitik özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of a novel superabsorbent polymer based on polyacrylyc acid and investigation of its analytical properties
Yazar: EMRE ÇELİK
Danışman: PROF. DR. SEVİL SAVAŞKAN YILMAZ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Süperabsorbant = Superabsorbent

Özet:
Süperabsorbent kopolimerler, kısa zamanda çok miktarda suyu adsorplayabilen çapraz bağlı yapılardır. Süperabsorbentler, bazı hijyen malzemelerinde, ziraat ve tarımcılıkta, inşaat endüstrisinde, yangın söndürmede ve ilaç taşıyıcılarda yaygın olarak kullanılır.Bu çalışmada, yeni çapraz bağlı Poli(Akrilik asit-kopolimer-Kriptofiks-23-Dimetilakrilat) süperabsorbent kopolimer, Poli(AA-co-Kry-23-DM), 1,4,7,13,16-pentaoksa-10,19-diazasiklohenikosan dimetakrilat (Kry23-DM) ve akrilik asit (AA) polimerizasyon reaksiyonuyla sentezlendi. Polimerlerin karakterizasyonu FT-IR, 1H-NMR, SEM, TGA teknikleri ile başarıldı. Çapraz bağlı Poli(AA-co-Kry-23-DM) süperabsorbent kopolimerinin adsorpsiyon kapasitesi, farklı pH değerlerinde Mn2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Cd2+, Cr3+, Co3+ ve Fe3+ ağır metal iyonları için incelendi. Çapraz bağlı poli(AA-co-Kry 23 -DM) süperabsorbent kopolimerinin şişme oranı; qv, dağılma oranı; log D değerleri farklı pH' larda hesaplandı. Çapraz bağlı Poli(AA-co-Kry-23-DM) süperabsorbent kopolimerinin şişmesi değişik pH değerlerinde tayin edildi. qv değerleri pH 1, 3, 5, 7 ve 9' da sırasıyla 4.74, 5.10, 6.16, 7.00 ve 38.98 olarak hesaplandı. Adsorpsiyon hızları, Mn2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Cd2+, Cr3+, Co3+ ve Fe3+ ağır metal iyonları için sırasıyla 107, 67, 66, 70, 72, 68, 73, 71 ve 69 dakika olarak hesaplandı. 30 ppm' lik metal iyon çözeltilerinde adsorplanan metal iyonlarının miktarları: tarafından adsorbe edilen ağır metal iyonu miktarları: Fe3+, Pb2+, Ni2+, Cu2+, Co3+, Cr3+, Mn2+, Zn2+ ve Cd2+ için sırasıyla 2.9531, 2.9487, 2.9345, 2.9332, 2.9246, 2.9190, 2.8863, 1.4037 ve 0.9071 olarak adsorbe edilen metal iyonu mg/g polimer olarak hesaplandı.

Abstract:
Superabsorbent copolymers are crosslinked network which can adsorb a large amount of water in short time. Superabsorbents are used widely in some sanitary goods, also in agriculture and horticulture, in the construction industry, fighting fire and drug delivery.In this study, a novel crosslinked Poly (Acrylic acid-copolymer-Kriptofix-23- dimethylacrylate) superabsorbent copolymer, Poly(AA-co-Kry 23-DM), was synthesized by the reaction of 1,4,7,13,16-pentaoxa-10,19-diazacyclohenicosane dimethylacrylate (Kry23-DM) and acrylic acid (AA). Characterization of the polymers was achived by FT-IR, 1H-NMR, SEM and TGA techniques. Sorption capacity of the crosslinked Poly(AA-co-Kry-23-DM) superabsorbent copolymer was investigated for Mn2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Cd2+, Cr3+, Co3+ and Fe3+ heavy metal ions at different pH values. Swelling ratio; qv, and distribution ratio; log D, values of the crosslinked Poly(AA-co-Kry-23-DM) superabsorbent copolymer were calculated at various pH values. Swelling of crosslinked Poly(AA-co-Kry-23-DM) superabsorbent copolymer in water determined under various pH values. qv values were calculated as 4.74, 5.10, 6.16, 7.00 and 38.98 at pH 1, 3, 5, 7 and 9 respectively. The adsorption rates were 107, 67, 66, 70, 72, 68, 73, 71 and 69 minutes for Mn2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Cd2+, Cr3+, Co3+ and Fe3+ heavy metal ions respectively. The amount of metal ions adsorbed at 30 ppm metal ion solution were 2.9531, 2.9487, 2.9345, 2.9332, 2.9246, 2.9190, 2.8863, 1.4037 and 0.9071 mg adsorbed metal ions/g the superabsorbent for Mn2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Cd2+, Cr3+, Co3+ and Fe3+ respectively.