Sıcaklığa duyarlı poli (vinil alkol) esaslı polimerlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of thermosensitive poly (vinyl alcohol) based polymers
Yazar: ŞEYDA DEMİR
Danışman: PROF. DR. HASİNE KAŞGÖZ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Tez çalışması kapsamında, sıcaklığa duyarlı poli(vinil alkol) esaslı polimerler hazırlanmış ve karakterize edilmiştir. Bu amaçla glutaraldehit ile çapraz bağlanmış poli(vinil alkol) üzerine N-izopropil akrilamid (NIPAM) monomeri seryum (IV) amonyum nitrat (CAN)-nitrat asidi (HNO3) başlatıcı çifti kullanılarak aşılanmış ve sıcaklığa duyarlı PVA-g-NIPAM aşı kopolimerleri elde edilmiştir. Monomer konsantrasyonu, başlatıcı konsantrasyonu, başlatıcı/asit oranı, başlatıcının kademeli ilavesi ve reaksiyon süresi gibi farklı deneysel parametrelerin ürün özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Elde edilen aşı kopolimerlerin yapısal ve morfolojik karakterizasyonu için elementel analiz, FTIR spektroskopisi, XRD, SEM analizi yöntemleri kullanılmıştır. Ayrıca elde edilen aşı kopolimerlerin farklı sıcaklıklarda destile sudaki şişme denge değerleri ve yine sıcaklığa bağlı olarak optik geçirgenlikleri belirlenmiş ve sıcaklığa duyarlılık özellikleri incelenmiştir. Elde edilen sıcaklığa duyarlı aşı kopolimerlerin sulardan Cu(II) iyonu uzaklaştırılmasında kullanımı ise sıcaklığa bağlı katı faz ekstraksiyon yöntemi ile test edilmiştir.Gerek FTIR gerekse de XRD analizleri sonucunda yapıda hem PVA hem de NIPAM polimerinin varlığı görülmüştür. SEM analizleri sonucunda ise aşı kopolimerizasyonu sonrasında çapraz bağlı PVA üzerinde farklı yapıların oluştuğu ve morfolojisinin değiştiği görülmüştür. Aşı veriminin sentez parametreleri ile farklandığı ve buna bağlı olarak da ürünlerin şişme kapasitelerinin ve optik geçirgenliklerinin değiştiği gözlenmiştir. Genel olarak ürünlerin sıcaklığa duyarlılık özelliği gösterdikleri ve aşı verimi ile de bu özelliğin değiştiği tespit edilmiştir. Gerçekleştirilen adsorpsiyon-desorpsiyon uygulamasında da sıcaklığa duyarlı PVA-g-NIPAM aşı kopolimerlerinin Cu(II) iyonu uzaklaştırılmasında kullanılabileceği görülmüştür.

Abstract:
In the extension of the study, thermo sensitive poly (vinyl alcohol) (PVA) based polymers were prepared and characterized. For this purpose, N-isopropylacrylamide monomer was grafted onto poly(vinyl alcohol) crosslinked with glutaraldehyde by using cerium (IV) ammonium nitrate (CAN)-nitrate acid (HNO3) initiator and thermo sensitive PVA-g-NIPAM graft copolymers were obtained. The effects of reaction parameters such as monomer and initiator concentration, initiator/acid ratio, proportional addition of initiator and reaction time on the product properties were investigated. Elemental analysis, FTIR spectroscopy, XRD and SEM analysis were used for the structural and morphological characterization of the graft copolymers. Also, the swelling degrees and optical transmittance values of the products were determined at different temperatures. The uses of thermo sensitive graft copolymers obtained on the removal of Cu(II) ion from aqueous solutions were tested by temperature swing solid phase extraction method.Both FTIR and XRD analysis results confirmed the presence of PVA and NIPAM polymer in the copolymer structure. SEM analysis showed the presences of different structures were occurred on the crosslinked PVA and its morphology was changed. The graft yield was changed with synthesis parameters. Accordingly, it was observed that the swelling capacities and optical transmittances of the products changed. In general, it was identified that the products showed thermo sensitivity and this property were changed with graft yield. It was seen from the adsorption-desorption experiment that thermo sensitive PVA-g-NIPAM graft copolymers can be used for the removal of Cu (II) ion.