Sıcaklığa duyarlı poli (N-izopropilakrilamid) kopolimerlerin sentezi
Synthesis of thermosensitive poly (N-isopropylacrylamide) copolymers
Yazar: GÖKAY MUTLU ÖZ
Danışman: DOÇ.DR. GÜLTEN GÜRDAĞ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
ÖZETSICAKLIĞA DUYARLI POL (N- ZOPROP LAKR LAM D)KOPOL MERLER N SENTEZBu yüksek lisans çalışmasında, NIPAAm(N-isopropilakrilamid) ve NHMAAm (N-hidroksimetilakrilamid) monomerlerinden, APS(Amonyum persülfat) baslatıcısı veTEMED (N,N,N',N'-tetrametiletilendiamin) hızlandırıcısı kullanılarak, poly(NIPAAm-co-NHMAAm) kopolimerleri sulu çözeltide +4oC'da hazırlanmıştır. Çapraz bağlamavasıtası olarak NMBA (N,N'-metilenbisakrilamid) kullanılmıştır. Polimerizasyonreaksiyonlarında baslangıç monomer molar konsantrasyonu 1 ve 0.5 M olarakalınmıştır. Çapraz bağlayıcı (NMBA) konsantrasyonu toplam monomer mol sayisinin%1 ve %0.25'i olmak üzere 2 farklı değerdedir. NHMAAm komonomerkonsantrasyonu molce %1, 2 ve 3'tür. Polimer hazırlamada su absorbsiyonu nispetendaha yüksek ve daha hızlı cevap verici jeller hazırlamak amacıyla, bazı denemelerdegözenek olusturucu olarak PEG (Polietilenglikol) 400 ve PEG (Polietilenglikol) 2000kullanılmış ve bu jellerin su aborbsiyonu ve elastik modülleri gozenek olusturucukullanmadan hazırlanan jellerle karşılaştırılmıştır.Polimerler, FTIR ve SEM yöntemleri ile karakterize edilmiş ve oda sıcaklığındaki şişmedenge değerleri belirlenmistir. Ayrıca kuvvet ve yerdeğiştirme dönüştürücüleriyardımıyla, gerilim-gerinim eğrileri çizilmiş ve bu eğrilerden yararlanılarak her bir jelinelastik modülü hesaplanmıştır. Çapraz bağlayıcı (NMBA) ve komonomer (NHMAAm)miktarı ile gözenek oluşturucu PEG 400 ve PEG 2000'in modül üzerine etkisibelirlenmiştir.Yapılan çalışmalarda, çapraz bağlayıcının konsantrasyonunun azalmasıyla elastikmodülün düştüğü gözlenmiştir. Komonomer (NHMAAm) kullanıldığında, hiçkomonomer kullanılmamış duruma göre elastik modülde artış oluşmuş, ancakkomonomer konsantrasyonu arttırıldığında elastik modülde düşüş gözlenmiştir. PEG400 kullanıldığında oluşan gözenekli yapıdan dolayı elastik modülde düşüşgerçekleşmiştir, PEG 2000 kullanıldığında ise elastik modülün daha da düştüğügözlenmiştir.vii

Abstract:
SUMMARYSYNTHESIS OF THERMOSENSITIVE POLY(N-ISOPROPYLACRYLAMIDE)COPOLYMERSIn this graduate study, poly(NIPAM-co-NHMAAm) copolymers were prepared fromNIPAm (N-isopropylacrylamide) and NHMAAm (N-hydroxymethylacrylamide)monomers by using APS (Ammonium persulfate) as initiator and TEMED(N,N,N?,N?-tetramethyl-ethylendiamine) as accelerator at 4oC in an aqueous solution.NMBA (N,N'-methylenebisacrylamide) was used as crosslinking agent. Inpolymerization reactions, initial monomer concentration was kept constant as 1 M or0,5 M. Crosslinking agent was used in the amount of 1 and 0.25 mol % of totalmonomers. NHMAAm contents in initial monomer composition were 1, 2 and 3 mol %.In some polymer preparation recipes PEG (polyethylene glycol) 400 and PEG(polyethylene glycol) 2000 were used as pore-forming agent in order to obtain superabsorbent and fast responsive gels. The water absorption values and elastic moduli ofthese gels were compared with those of gels prepared in the absence of pore formingagent.Polymers were characterized with FTIR and SEM measurements and their swellingvalues in distilled water were determined at room temperature. Stress-strain graphicswere draw by force and replacement transducers and shear moduli of polymers werecalculated.The effects of croslinking agent and comonomer concentrations and pore-formingagents on the elastic moduli of poly(NIPAAm) and poly(NIPAAm-co-NHMAAm) weredetermined. It was observed that the elastic modulus of the polymer decreased with thedecrease in crosslinking agent content. The use of comonomer led to increase of elasticmodulus in comparision to that observed in the absence of comonomer. However,further increases in comonomer contents in feed decreased the elastic moduli ofcopolymers. The decreases in the elastic moduli were observed due to porous structureof polymers when PEG 400 was used as pore forming agent. The use of PEG 2000 ledto higher decreases in elastic moduli in comparison to that of PEG 400.viii