Poliakrilik esaslı super absorbent ve baskılı polimerlerin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
The synthesis and the investigation of properties and of polyacrylic based super absorbent and imprinti̇ng polymers
Yazar: SAMİ A.F. FARAJALLAH
Danışman: PROF. DR. SEVİL SAVAŞKAN YILMAZ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Ağır metal iyonları = Heavy metal ions ; Poliakrilik asit = Polyacrilic acid ; Polietilen glikoller = Polyethylene glycols ; Polimerler = Polymers ; Çapraz bağlama = Cross linking

Özet:
Süperabsorbentler, çok miktarda suyu kısa zamanda adsorplayabilen çapraz bağlı polimerik yapılardır. Süperabsorbentler, çocuk ve kadın hijyen malzemelerinde, ziraat ve tarımcılıkta, inşaat endüstrisinde, ilaç taşıyıcılarda, yangın söndürmede, ağır metal iyonlarının ve zararlı moleküllerin ayrılmasında yaygın olarak kullanılır. Baskılı polimerler, amino asitler, proteinler, nükleotid türevleri, kirleticiler, pestisitler, ilaçlar, ağır metal iyonlarının ayrılması gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Bu çalışmada, yeni çapraz bağlı Poli (Akrilik asit-kopolimer-PEG-Dimetilakrilat Süperabsorbent (PAA-ko-PEG-DM SAP) ve Poli (Akrilik asit-kopolimer-PEG-Dimetilakrilat Baskılı Polimerler (PAA-ko-PEG-DM IBP) sentezlendi. PAA-ko-PEG-DM SAP ve PAA-ko-PEG-DM IMP polietilen glikol-1500-dimetilmetakrilat (PEG-1500-DM) makroçapraz bağlayıcı ve AA kullanılarak çözelti polimerizasyon reaksiyonuyla sentezlendi. PEG-1500-DM makro çapraz bağlayıcı ve PAA-ko-PEG-DM SAP ve PAA-ko-PEG-DM IBP'lerin karakterizasyonu FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR, SEM, TGA, DSC, X-RD, Zeta Sizer teknikleri ile başarıldı. %0.5, %1 ve %2 çapraz bağlı PAA-ko-PEG-DM SAP'lar üzerinde Mn2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Cd2+, Cr3+, Co2+ ve Fe3+ ağır metal iyonları adsorpsiyon hızı, farklı pH değerlerinde adsorpsiyon kapasitesi, dağılma katsayısı değerleri, log D ve yarışan adsorpsiyonu incelendi. %0.5, %1 ve %2 çapraz bağlı PAA-ko-PEG-DM SAP'ların ağır-metal iyonlarının 0.1 M HNO3 çözeltisi ile 4, 8 saat süreyle desorbe edilerek desorpsiyon oranları hesaplandı. %0.5, %1 ve %2 çapraz bağlı PAA-ko-PEG DM IBP'lerin şişme oranı, qv, 1, 3, 5, 7, 9 pH'larda ve 12, 24 ve 48 saatlik sürelerde incelendi. PAA-ko-PEG-DM SAP'lar üzerinde Pb2+ ağır metal iyonları adsorpsiyon hızı, farklı pH değerlerinde adsorpsiyon kapasitesi incelendi.

Abstract:
Superabsorbents are cross-linked polymeric structures that can adsorb large amounts of water in a short time. Superabsorbents are widely used in child and feminine hygiene materials, agriculture, construction industry, drug carriers, fire extinguishing, separation of heavy metal ions and harmful molecules. It is used in many fields such as imprinted polymers, amino acids, proteins, nucleotide derivatives, pollutants, pesticides, drugs, separation of heavy metal ions. In this study, new cross-linked Poly (Acrylic acid-copolymer-PEG-Dimethylacrylate Superabsorbent (PAA-co-PEG-DM SAP) and Poly (Acrylic acid-copolymer-PEG-Dimethylacrylate Imprinted Polymers (PAA-co-PEG-DM IMP) were synthesized. PAA-co-PEG-DM SAP and PAA-co-PEG-DM IMP were synthesized by solution polymerization reaction by using polyethylene glycol-1500-dimethylmethacrylate (PEG-1500-DM) macrocrosslinker and AA.
PEG-1500-DM macrocrosslinker and PAA-co-PEG-DM SAP and PAA-co-PEG-DM SAP Characterization of IMPs was achieved by FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR, SEM, TGA, DSC, X-RD, Zeta Sizer techniques 0.5%, 1%, and 2% cross-linked PAA-co-PEG-DM Adsorption rate of Mn2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, Cd2+, Cr3+, Co2+ and Fe3+ heavy metal ions on SAPs, adsorption capacity at different pH values, dispersion coefficient values, log D, and competing adsorption were investigated and 0.5%, 1%, and 2% cross-linked PAA-co-PEG-DM SAP's heavy-metal ions were desorbed with 0.1 M HNO3 solution for 4, 8 hours, and their desorption rates were calculated. The swelling ratios of PAA-co-PEG DM SAP and 0.5%, 1%, and 2% cross-linked PAA-co-PEG DM IMPs, qv, 1, 3, 5, 7, 9 pH's and 12, 24 and 48 analyzed over hours.The adsorption rate of Pb2+ heavy metal ions on PAA-co-PEG-DM SAPs and their adsorption capacity at different pH values were investigated.