Manyetik alana duyarlı poli N-izopropilakrilamid hidrojellerinin sentezi ve şişme-büzülme davranışlarının incelenmesi
Investigation of synthesis and swelling-deswelling behavior of magnetic field sensitive poly N-isopropylacrylamid hydrogels
Yazar: BENGİSU KAYA
Danışman: PROF. DR. AYŞE SARIMEŞELİ PAÇACI
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu çalışmada, çapraz bağlı polimer sentezinde NIPA (N-izopropilakrilamid), yardımcı monomer olarak AMPS (2-akrilamido 2-metil 1-propan sülfonik asit), çapraz bağlayıcı olarak MBA (N,N'–metilenbisakrilamid), katalizör olarak TEMED (N,N,N',N'-tetrametiletilendiamin) ve başlatıcı olarak APS (Amonyum persülfat) kullanarak çapraz bağlı polimerler sentezlenmiştir. Çapraz bağlı polimerler çözelti ortamında serbest radikal polimerleşmesi ile hazırlanmışlardır. Çözelti olarak su kullanılmıştır. Yarı-IPN yapının elde edilmesi için poli(etilen glikol), tam-IPN yapının elde edilmesi için ise NIPA polimer tozu (%10, %20, %30, %40 ve %50) kullanılmıştır. Manyetik yarı-IPN ve tam-IPN hidrojelleri elde edebilmek için yarı-IPN ve tam-IPN hidrojeller demir (Fe2+, Fe3+) iyonlarıyla yüklenmiştir. Sentezlenen yarı-IPN ve tam-IPN hidrojellerin manyetik alan altında şişme-büzülme davranışları incelenmiştir. Manyetik alan altında en iyi şişme-büzülme davranışı gösteren % 40 polimer tozu içeren hidrojel olmuştur. Ayrıca tam-IPN hidrojellerden % 40 polimer tozu içeren hidrojelin farklı sıcaklık ve pH altında şişme-büzülme davranışı incelenmiştir. Tam-IPN (%40' lık) ve hidrojelin yüzey gözenekliliği hakkında bilgi sahibi olabilmek için SEM fotoğrafları çekilmiştir. % 40 polimer tozu içeren hidrojel içerisindeki ağırlıkça % Fe iyonunu belirlemek için EDX (elementel analiz), Fe iyonlarının partiküller halde dağılımını gözlemlemek için Mapping taraması yapılmıştır.

ANAHTAR KELİMELER: N-izopropilakrilamid, 2-akrilamido 2-metil 1-propan sülfonik asit, manyetik alan, hidrojeller.

Abstract:
In this study, NIPA (N-isopropylacrylamide), AMPS (2-acrylamido 2-methyl 1- propane sulfonic acid) as a co-monomer, MBA (N, N'-methylenebisacrylamide) as a catalyst, TEMED (N Cross-linked polymers were synthesized using N, N', N'-tetramethylethylenediamine) and APS (Ammonium persulfate) as the initiator. Cross-linked polymers are prepared by free radical polymerization in solution medium. Water was used as a solution. Poly (ethylene glycol) was used to obtain the semi-IPN structure and NIPA polymer powder (10%, 20%, 30%, 40% and 50%) was used to obtain the full-IPN structure. Semi-IPN and full-IPN hydrogels were loaded with iron (Fe2+, Fe3+) ions to obtain magnetic semi-IPN and full-IPN hydrogels. Swelling-deswelling behaviours of synthesized semi-IPN and full-IPN hydrogels under magnetic field were investigated. It was a hydrogel containing 40% polymer powder that showed the best swelling-deswelling behavior under the magnetic field. In addition, the swelling-deswelling behavior of hydrogel containing 40% polymer powder from full-IPN hydrogels at different temperature and pH was investigated. In order to have an information on the surface porosity of full-IPN hydrogel (40%), SEM images were obtained. To determine the amount of percentage of Fe ions in the hydrogels containing 40% polymer powder EDX (elementary analysis) were performed. On the other hand to obtain the particle distribution of Fe ions, Mapping scan was carried out.

KEY WORDS: N-isopropylacrylamide, 2-acrylamido 2-methyl 1- propane sulfonic acid, magnetic field, hydrogels.