Poli(akrilik asit)/polianilin merdiven kopolimer maddesinin sentezi, karakterizasyonu, iletken film üretimi ve antimikrobiyal çalışmaları
Synthesis, characterization, conducting film production and antimicrobial studies of poly(acrylic acid)/polyaniline ladder copolymer material
Yazar: ORHAN KANAT
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN ZENGİN
Gaziantep Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada poli(akrilik asit) (PAA), kendiliğinden iletken olan polimer polianilin (PANI) ve PAA/PANI merdiven kopolimeri maddelerinin sentezleri yapılmış ve çeşitli karakteristik özellikleri araştırılmıştır. PAA asidifikasyon reaksiyonu, PANI optimize olmuş proses koşullarını kullanarak in-situ polimerizasyon ve PAA/PANI merdiven kopolimeri eşleşme reaksiyonu yöntemleriyle üretilmiştir. Elde edilen PAA, PANI polimerleri ve PAA/PANI merdiven kopolimeri maddelerinin filmleri damlatma metoduyla hazırlanmıştır. HCl asit ile doyurulmuş PAA, PANI ve PAA/PANI merdiven kopolimeri filmlerinin elektriksel iletkenlikleri standard dört-nokta-problu teknik ile ölçülmüştür. PAA filmlerin elektriksel iletkenliğinin olmadığı ve PAA/PANI merdiven kopolimeri filmlerin elektriksel iletkenliğinin saf PANI'ninkinden daha düşük olduğu gözlenmiştir. Saf PANI ve PAA/PANI merdiven kopolimeri maddelerinin iletkenliklerindeki farklılığın PANI ve PAA/PANI merdiven kopolimeri maddelerinin kimyasal yapılarının değişik ve dolayısıyla yük mobilitelerinin farklı olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir. PAA, PANI polimerleri ve PAA/PANI merdiven kopolimeri maddelerinin karakterizasyonu Ultraviolet-Visible Spektrofotometre (UV-Vis), Fourier Transform Infrared Spektroskopi (FT-IR) ve Fotolüminesans (FL) gibi spektroskopik yöntemlerle gerçekleştirilmiştir. UV-Vis ve FT-IR analizleri polimerlerin ve kopolimerin elektronik ve kimyasal yapılarının aydınlatılmasında önemli sonuçlar sağlamıştır. PAA, PANI ve PAA/PANI merdiven kopolimeri maddelerinin FL özellikleri araştırılmış ve PAA/PANI kopolimerinin fotoluminesans şiddetinin saf PANI'ninkinden daha yüksek olduğu bulunmuştur. PAA, PANI polimerleri ve PAA/PANI merdiven kopolimeri maddelerinin kütle kaybı miktarları ve termal kararlılıkları TGA yöntemiyle tayin edilmiştir. Sentezlenen polimerler ve kopolimerden hazırlanan filmlerin morfolojileri bir taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak incelenmiştir. SEM analizleri, hazırlanan filmlerin sağlam, düzgün ve homojen bir yapı ve görünüme sahip olduklarını göstermiştir. Bu çalışmanın son aşamasında elde edilen filmlerin antimikrobiyal özellikleri ayrıca incelenmiştir.

Abstract:
In this study, poly(acrylic acid) (PAA), the inherently conducting polymer polyaniline (PANI) and PAA/PANI ladder copolymer materials were synthesized and various characteristic properties were investigated. PAA was generated by acidification reaction, PANI using optimized process conditions by in-situ polymerization and PAA/PANI ladder copolymer by coupling reaction methods. The PAA, PANI polymers and PAA/PANI ladder copolymer material films were prepared by drop-by-drop method. The electrical conductivities of HCl acid doped PAA, PANI and PAA/PANI ladder copolymer films were measured by the standard four-point-probing technique. It was observed that the PAA films had no electrical conductivity and that the electrical conductivities of PAA/PANI ladder copolymer films were lower than that of pure PANI. It was thought that the differences in conductivities of pure PANI and PAA/PANI ladder copolymers were due to the differing chemical structures of PANI and PAA/PANI ladder copolymer, and hence leading to differing charge mobilities. Characterizations of the PAA, PANI polymers and PAA/PANI ladder copolymers were performed by spectroscopic methods such as Ultraviolet-Visible Spectrophotometer (UV-Vis), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and Photoluminescence (FL). The UV-Vis and FT-IR analyzes provided important information for the elucidation of the electronic and chemical structures of polymers and copolymers. The PL properties of PAA, PANI and PAA/PANI ladder copolymers were investigated and it was found that the photoluminescence intensity of PAA/PANI copolymer was higher than that of pure PANI. The amount of weight loss and thermal stability of the PAA, PANI polymers and PAA/PANI ladder copolymer were determined by the TGA method. The morphologies of the films prepared from synthesized polymers and copolymers were examined using a scanning electron microscope (SEM). SEM analyses showed that the prepared films had a solid, uniform and homogeneous structure and appearance. The antimicrobial properties of the films obtained were also investigated in the last step of this study.