Tiyokzanton Morfolin'in tek bileşenli fotobaşlatıcı olarak sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of one component Thioxanthone Morpholine as new photoinitiator
Yazar: UĞUR KOTAN
Danışman: PROF. DR. MERAL AYDIN ; PROF. DR. NERGİS ARSU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology

Özet:
Fotopolimerizasyon, polimerizasyonu başlatmak için ışığın kullanıldığı ve daha az enerji tüketimi, daha az atık, daha yüksek üretkenlik ve daha düşük reaksiyon sıcaklığı gibi geleneksel polimerizasyon tekniğine göre birçok avantaja sahip olan serbest radikal polimerizasyonunun özel bir şeklidir. 
Radikal polimerizasyon, ya α- bölünmesi ya da H abstraksiyonu yapabilen I. Tip veya II. Tip fotobaşlatıcılar tarafından başlatılır. I. Tip fotobaşlatıcılar, aromatik karbonil bileşiklerdir ve genellikle farklı fonksiyonel grupları içermektedir. Bu tür fotobaşlatıcılar, fotoparçalanma yoluyla radikal oluşturmak amacıyla kullanılırlar. II. Tip fotobaşlatıcılar, uyarılmış triplet durumundayken, yardımcı fotobaşlatıcıdan H atomunu koparıp başlatıcı radikal oluşturan moleküllerdir. H veren ve ışık absorplayan kısımları içeren tek bileşenli II. Tip fotobaşlatıcılar, yardımcı bir başlatıcı kullanılmadan aktif radikaller oluşturup polimerizasyonu başlatabilirler.
Bu tezde tiyokzanton bazlı 3-Morpholino-9H-Tiyoksanten-9-on (TX-Morfolin) fotobaşlatıcısının sentezi ve spektroskopik yöntemler kullanılarak karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir.
TX-Morfolin'in fotofiziksel özelliklerini incelemek için UV-Vis spektroskopisi ve floresans spektroskopisi kullanıldı. TX-Morfolin'e N-Metildietanolamin (NMDEA) ilave ederek ve NMDEA'nın yokluğunda fotoliz çalışmaları yapıldı. TX-Morfolin'in singlet enerjisi, Stern-Volmer sönümleme sabitleri hesaplandı ve standart olarak 9,10-difenilantresen kullanarak kuvantum verimi belirlendi. 
TX-Morfolin'in fotobaşlatıcısı ile birlikte metil metakrilat (MMA)'ın fotobaşlatılmış polimerizasyonu, farklı konsantrasyonlardaki fotobaşlatıcıyla, NMDEA'nın varlığında ve yokluğunda, N2 ve hava atmosferinde incelendi.
Sentezlenen TX-Morfolin fotobaşlatıcısının yüksek molar absorptivite katsayısı ve düşük floresans kuvantum verimi nedeniyle akrilat ve metakrilatların polimerizasyonunu triplet hal üzerinden başlattığı düşünülmüştür.

Abstract:
Photopolymerization is a private form of free radical polymerization in which light is utilized to start polymerization and has a lot advantages over the traditional polymerization technique, such as less energy consumption, less trash, more productivity and lower reaction temperature.
Radical polymerization is initiated by Type I or Type II photoinitiators that perform α-cleavage or H abstraction. Type I photoinitiators are aromatic carbonyl compounds and generally contain different functional groups. These types of photoinitiators are used to generate radicals through photodegradation. II. Type photoinitiators are molecules that, when in the excited triplet state, remove the H atom from the auxiliary photoinitiator and form an initiator radical. Single-component Type II photoinitiators, which include H-donating and light-absorbing parts, can generate active radicals and start to polymerization absence of requiring for a co-initiator.


In this thesis, the synthesis of thioxanthone-based 3-Morpholino-9H-Thioxanthen-9-one (TX-Morpholine) photoinitiator and its characterization using spectroscopic methods were carried out.
UV-Vis spectroscopy and fluorescence spectroscopy were utilized to ascertain photophysical features of TX-Morpholine. Photolysis studies were performed by adding N-Methyldiethanolamine (NMDEA) to TX-Morpholine and in the absence of NMDEA. Singlet energy of TX-Morpholine, Stern-Volmer damping constants were calculated and quantum yield was determined using 9,10-diphenylanthrecene as standard.
Photoinitiated polymerization of methyl methacrylate (MMA) with the photoinitiator of TX-Morpholine was investigated with different concentrations of photoinitiator with and without of NMDEA, in both N2 and air atmosphere.
It was thought that the synthesized TX-Morpholine photoinitiator initiated the polymerization of acrylates and methacrylates through the triplet state due to its high molar absorptivity coefficient and low fluorescence quantum yield.