Gözenekli polimer jellerin gözenekli yapısına çeşitli ajanların etkisi
The effects of various agents on porous conformation of porous polymer gels
Yazar: ÖZLEM GÖKÇE
Danışman: YRD. DOÇ. DR. OSMAN İSMAİL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Adsorpsiyon = Adsorption ; Çapraz bağlama = Cross linking

Özet:
Bu çalışmada, monomer olarak akrilamit (AAm), çapraz bağlayıcı olarak N,N'-metilen bisakrilamit (BAAm), başlatıcı olarak amonyum persülfat (APS), hızlandırıcı olarak N,N,N',N'-tetrametiletilendiamin (TEMED), gözenek oluşturucu ajan olarak farklı molekül ağırlıklarında ve kütle kesirlerinde PEG'ler ile farklı kütle kesirlerinde NaHCO3 kullanılarak sulu çözeltide serbest radikal polimerizasyon reaksiyonu ile çapraz bağlı Poli(akrilamit) [P(AAm)] hidrojelleri sentezlenmiştir.Sentezlenen çapraz bağlı [P(AAm)] hidrojellerinin FTIR ve SEM görüntüleri çekilmiş ve karakterize edilmiştir.Çapraz bağlı [P(AAm)] hidrojellerinin şişme özelliklerini araştırmak amacıyla 250C'de dinamik şişme testleri uygulanmıştır. Şişme ve su difüzyonu ile ilgili çok sayıda parametre hesaplanarak şişme karakterizasyonları yapılmış ve sonuçta gözenekli hidrojellerin oluştuğu gözlenmiştir.Tüm bu deneyler en yüksek şişme oranına, en geniş gözenek hacmine sahip hidrojellerin NaHCO3 gözenek oluşturucu ajan ile sentezlenen süper gözenekli P(AAm) hidrojelleri olduğunu göstermiştir. Sentezlenen hidrojellerin su absorplama kapasitelerinin sentezde kullanılan gözenek oluşturucu ajan türüne göre şişme eğrilerinden; NaHCO3>PEG(6000)>PEG(3400)>PEG(1000)>PEG(400)>P(AAm) şeklinde olduğu görülmektedir. Bu değerlerde de gözenek oluşturucu ajan türünün en büyük kütle kesri en yüksek şişme oranını vermiştir.250C'de, kesikli sistem ile metilen mavisi boyar maddesi gideriminde temas süresinin ve metilen mavisi boyar maddesi başlangıç konsantrasyonunun adsorpsiyon üzerindeki etkileri incelenmiştir. Denge adsorpsiyon verilerinin Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon izoterm modellerine uygunluğu araştırılmış, farklı temas süreleri için elde edilen kinetik veriler ile kinetik parametreler hesaplanmıştır.NaHCO3 gözenek oluşturucu ajan varlığında sentezlenen P(AAm) hidrojellerinin metilen mavisi boyar maddesini absorplamadığı görülmüştür. PEG(6000), PEG(3400), PEG(1000), PEG(400), P(AAm) hidrojellerinin metilen mavisi boyar maddesini maksimum adsorplama kapasiteleri ise sırasıyla; 3,5224, 3,2202, 2,1200, 1,5200 ve 1,4200 mg/g olarak hesaplanmıştır. Buradan, PEG(6000) gözenek oluşturucu ajan ile sentezlenen P(AAm) jelinin diğer hidrojellere göre daha iyi performans gösterdiği tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, crosslinked Poly(acrylamide) [P(AAm)] hydrogels were synthesized in water by free-radical polymerization, using acrylamide (AAm) as the monomer, N,N?-methylenebis(acrylamide) (BAAm) as the crosslinker, ammonium persulfate (APS) as the initiator, N,N,N?,N?-tetramethylethylenediamine (TEMED) as the activator, poly(ethyleneglycol) (PEG) which has different molecular weights and different mass fractions and NaHCO3 which has different mass fractions as pore forming agent.Synthesized crosslinked [P(AAm)] hydrogels? FTIR and SEM images were taken and characterized.Dynamic swelling tests were applied at 25 0C to investigate the swelling properties of crosslinked P(AAm) hydrogels. The swelling characterizations were done by calculating a great deal of parameters concerning swelling and difusion of water and formation of porous gels were observed as a result.All of these experiments showed that superporous P(AAm) hydrogels which are synthesized by NaHCO3 pore forming agent, have the highest swellling ratio, the largest pore volume. Water absorption capacities of synthesized hydrogels are seen as NaHCO3>PEG(6000)>PEG(3400)>PEG(1000)>PEG(400)>P(AAm) from the swelling curves according to the species of pore forming agent used in the synthesis. The biggest mass fraction of pore forming agent species gave the highest swelling ratio at these values.The effects of contact time and initial concentration of methylene blue dyestuff on adsorption was researched at 250C to remove methylene blue dyestuff by batch system. Suitability of equilibrium adsorption data for Langmuir and Freundlich adsorption isotherm model was researched, kinetic parameters were calculated by the kinetic data which is for different contact times.It was seen that methylene blue dyestuff wasn?t absorbed by P(AAm) hydrogels which are synthesized by NaHCO3 pore forming agent. The maximum adsorption capacity of PEG(6000), PEG(3400), PEG(1000), PEG(400), P(AAm) hydrogels for methylene blue dyestuff was calculated as 3,5224, 3,2202, 2,1200, 1,5200 and 1,4200 mg/g respectively. It has determined that the P(AAm) gel which is synthesized by PEG(6000) pore forming agent has a better performance than other hydrogels.