Ara-yüzey vasıtalı tersinir katılma-ayrılma zincir transfer (RAFT) polimerizasyon tekniği ile şişe tipi polimer fırça sentezi
Synthesis of bottle type polymer brushes via interface-mediated reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization
Yazar: KÜBRA ÖZKAN HÜKÜM
Danışman: PROF. DR. TUNCER ÇAYKARA
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu tez çalışması kapsamında, ilk kez silisyum disk yüzeyler üzerine poli(N-(2-hidroksipropil) metakrilamit)-g-poli(laktik asit)) (PHPMA-g-PLA) şişe tipi polimerik fırçalar Ara-Yüzey Vasıtalı Tersinir Katılma-Ayrılma Zincir Transfer (RAFT) polimerizasyon tekniği ile sentezlendi. Ayrıca, literatürden farklı olarak, polimerizasyon sırasındaki sterik etkiyi azaltıp yüksek bağlanma yoğunluklu şişe tipi polimer fırçalar sentezlemek için, 9-deken-1-ol (DO, hidroksil sonlu) ve 1-undeken (metil sonlu) ara bağlayıcı moleküller (% mol DO: 6, 11, 20, 29 ve 55) UV ışını vasıtasıyla hidrojen sonlu silisyum disk yüzeylere bağlandı ve optimum mol oranı belirlendi. Daha sonra RAFT ajanı olarak kullanılan 4-siyano-4-(propilsülfaniltiyokarbonil) sülfanilpentanoik asit hazırlanan hidroksil sonlu moleküllere kovalent olarak bağlandı. RAFT ajanı bağlı yüzeyler üzerinde, önceden sentezlenen N-[(2-hidroksipropil) metakrilamit]-g-poli (laktik asit) makromonomeri arayüz vasıtalı RAFT polimerizasyonuyla polimerleştirilerek PHPMA-g-PLA şişe tipi polimer fırçalar elde edildi. Ayrıca sadece N-(2-hidroksipropil) metakrilamit) monomerin aynı koşullarda ara-yüzey vasıtalı RAFT polimerizayonu da yapıldı ve elipsometrik kalınlık değeri ölçüldü, bu değer poli[(N-(2-hidroksipropil) metakrilamit)-g-poli(laktik asit)]`in elipsometrik kalınlık değeriyle karşılaştırılarak şişe tipi polimerik fırçaların sentezlendiği kanıtlandı. Sentezlenen polimer fırçalarının kalınlığı elipsometri, yüzeyin kimyasal bileşimi grazing angle aksesuarlı Fourier transform infrared spektroskopisi (GA-FTIR) ve X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS), yüzeyin morfolojisi ve pürüzlülüğü atomik kuvvet mikroskopisi (AFM) ve yüzeyin hidrofilik/hidrofobik karakteri ise su değme açısı ölçümleri ile karakterize edildi. PHPMA-g-PLA fırçalarının elisometrik kalınlık ve çözelti ortamında sentezlenen polimerin   değerleri kullanılarak, ortalama bağlanma yoğunluğu ve bağlanma noktaları arası uzaklık sırasıyla 0,42 zincir/nm2 ve 1,76 nm olarak hesaplandı.

Abstract:
In the scope of this thesis, firstly poly (N- (2-hydroxypropyl) methacrylamide)-g-poly (lactic acid)) (PHPMA-g-PLA) bottle type polymeric brush on the silicon disk surfaces was synthesized by interface-mediated Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer (RAFT) polymerisation technique. Furthermore, unlike the literature, 9-deen-1-ol (DO, hydroxyl terminated) and 1-undecene (methyl terminated) interlinker binding molecule mixtures (mol % of DO: 6, 11, 20, 29 ve 55) were bounded to the hydrogen-terminated silicon substrate by UV irradiation were used to synthesize high bond density bottle type polymer brushes and the optimum molar ratio was determined. Subsequently, 4-cyano-4- (propylsulfanylthiocarbonyl) sulfanylpentanoic acid RAFT agent was covalently bound to the hydroxyl-terminated substrate. PHPMA-g-PLA bottle-type polymer brushes were then obtained by polymerizing of pre-synthesized N-[(2-hydroxypropyl) methacrylamide]-g-poly (lactic acid) macromonomer through interface-mediated RAFT polymerization. In the same conditions, only PHPMA brush was synthesized to compare the ellipsometric thickness value with that of PHPMA-g-PLA. The chemical composition and other surface properties of the synthesized polymer brushes were determined by using ellipsometry, Fourier transform infrared spectroscopy (GA-FTIR) with grazing angle accessory and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), atomic force microscopy (AFM)and water contact angle measurements. By using the ellipsometric thickness of the PHPMA-g-PLA brushes and   values of the corresponding free polymers formed in the solution, the grafting density and average distance between grafting points of these polymer brushes were calculated to be 0,42 chains/nm2 and 1,76 nm, respectively.