Tersiyer amin metakrilatlara dayalı suda çözünebilir diblok kopolimerlerin termodinamik etkileşimleri ve yüzey karakterizasyonu
Thermodynamic interactions and surface characterization of tertiary amine methacrylate based water-soluble diblock copolymers
Yazar: DEMET TOPALOĞLU YAZICI
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AYŞEGÜL AŞKIN
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2005
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
ivÖZETPolimer malzemelerin termodinamik özelliklerini belirlemede başarıylakullanılan Ters Gaz Kromatografisi (TGK) yöntemiyle tersiyer amin metakrilatlaradayalı, suda çözünebilen 2-(dietilamino)etilmetakrilat â 2-(dimetilamino)etilmetakrilat(DEA-DMA) ve 2-(dimetilamino)etilmetakrilat 2-(N-morfolino)etilmetakrilatâ(DMA-MEMA) diblok kopolimerler, camsı geçiş sıcaklıklarının (Tg) altındaki veüstündeki sıcaklıklarda incelenmiştir. Tg altındaki sıcaklıklarda; adsorpsiyonentalpileri, serbest enerjileri, entropileri, yüzey serbest enerjisinin dağılım (dispersif-London) bileşenleri ve Lewis yüzey asitlik, KA ve bazlık, KD sabitleri belirlenmiştir. Tgüstündeki sıcaklıklarda ise alifatik, alisiklik ve aromatik yapıdaki hidrokarbonlarınsorpsiyonuna ait termodinamik parametreler, ağırlık kesri aktiflik katsayıları, Flory-Huggins etkileşim parametreleri, kullanılan hidrokarbonlar ve diblok kopolimer içinçözünürlük parametreleri hesaplanmıştır.n-Alkanların diblok kopolimerler üzerine adsorpsiyonundan elde edilenadsorpsiyon entalpisi ve serbest enerji değerleri artan karbon atomu sayısıylaartmaktadır. Yüzey serbest enerjisinin dağılım bileşenleri artan sıcaklıkla azalmıştır.Hesaplanan KA ve KD sabitlerine göre DEA-DMA ve DMA-MEMA diblok kopolimeryüzeylerinin bazik yapıda olduğu görülmüştür. Sorpsiyona ait termodinamikparametreler incelendiğinde hidrokarbon grupları arasında farklılıklar gözlenmektedir.Hesaplanan ağırlık kesri aktiflik katsayıları ve Flory-Huggins etkileşim parametreleribirlikte değerlendirildiğinde, kullanılan hidrokarbon gruplarının çözme yeteneklerininher iki diblok kopolimer için aromatik>alisiklik>alifatik hidrokarbon grubu sırasındaazaldığı görülmüştür.Kullanılan bileşiklerle termodinamik etkileşimleri incelenen ve yüzey özellikleribelirlenen asidik sulu çözeltilerde hidrofilik-hidrofilik karakterdeki, lineer diblokkopolimerler için TGK'nın uygun bir yöntem olduğu belirlenmiştir.ANAHTAR KEL MELERAsit-baz yüzey özellikleri Diblok kopolimerAğırlık kesri aktiflik katsayısı Flory-Huggins etkileşim parametresiAdsorpsiyon termodinamik parametreleri Ters gaz kromatografisiÇözünürlük parametresi Yüzey enerjisi

Abstract:
vSUMMARYThe IGC method is useful in determining the thermodynamic properties ofpolymeric materials. Water soluble diblock copolymers 2-(diethylamino)ethylmethacrylate) 2-(dimethylamino)ethylmethacrylate (DEA-DMA) and 2-â(dimethylamino)ethylmethacrylate 2-(N-morpholino)ethylmethacrylate (DMA-âMEMA) which are based on tertiary amine methacrylates were investigated at thetemperatures below and above their glass transition temperatures (Tg) by Inverse GasChromatography (IGC) method. At the temperatures below the Tg; the adsorptionenthalpies, free energies, entropies, the dispersive (London) components of the surfacefree energy and Lewis surface acidity, KA and Lewis basicity, KD were determined. Atthe temperatures above the Tg; sorption thermodynamic parameters of some aliphatic,alicyclic and aromatic hydrocarbons, weight fraction activity coefficients, Flory-Huggins interaction parameters and solubility parameters for hydrocarbons andpolymers were calculated.The adsorption enthalpies and free energies obtained by the adsorption of n-alkanes on diblock copolymers increased with increasing number of carbon atoms. Thedispersive components of the surface free energy decreased with increasingtemperature. According to the calculated KA and KD parameters it was found that thesurface of DMA-MEMA diblock copolymer was more basic than the surface of DEA-DMA diblock copolymer. In sorption thermodynamic parameters, differences wereobserved between hydrocarbon groups. Evaluating the calculated values of the weightfraction activity coefficients and Flory-Huggins interaction parameters together, thesolving ability of used hydrocarbons for both of the diblock copolymers decreased inthe following sequence: aromatic> alicyclic>aliphatic hydrocarbons.IGC was determined as a convenient method for characterizing the surfaceproperties of linear diblock copolymers having hydrophilic-hydrophilic character inacidic aqueous solutions and investigating their thermodynamic interactions with theused probes.KEY WORDSAcid-base surface properties Flory-Huggins interaction parameterWeight fraction activity coefficient Diblock copolymerAdsorption thermodynamic parameters Inverse gas chromatographySolubility parameter Surface energy