Tiyokzanton-trifenilfosfin tek bileşenli fotobaşlatıcı sentezi ve fotopolimerizasyondaki etkinliğinin incelenmesi
Synthesis of thioxanthone-triphenylphosphine tx-tpp as an one component initiatior and the investigation of efficiency of tx-tpp for the photopolymerization
Yazar: LEVENT ESEN
Danışman: PROF. DR. NERGİS ARSU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Bölümü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Tiyokzanton türevi bir fotobaşlatıcı olan 2-(difenilfosfino)-9H-tiyokzanten-9-on (Tiyokzantontrifenilfosfin - TX-TPP) ve karakterize edildi. TX-TPP'nin tek bileşenli II.Tip fotobaşlatıcı karakterine sahip olduğu bulundu. Tek fonksiyonlu bir akrilat olan Metil metakrilat' ın polimerizasyonu TX-TPP ile DMF içinde, oksijen ve azot atmosferinde veya N-Metildietanolamin varlığında gerçekleştirildi. Zamana bağlı FTIR spektoskopisi ile çok fonksiyonlu akrilatlar olan Trimetilolpropantriakrilat (TMPTA) ve P-3038 (% 75 Epoksi akrilat + % 25 Tripropilenglikoldiakrilat) amin beraberinde, P-3038'i içeren formülasyonun fotobaşlatılmış polimerizasyonu aminsiz olarak da incelendi.Polimerizasyon kinetiği Foto-DSC ile incelendi. UV ile sertleştirme işlemi de benzer formülasyonlar kullanılarak gerçekleştirildi. Formülasyonlar 12 ? kalınlığında aydınger kağıtlar üzerine kaplandı ve Mini-UV-Kür cihazından 12,9 m/dak hızla geçirilerek gözle görülür bir deformasyon kalmayıncaya kadar sertleştirildi.TX-TPP fotobaşlatıcısının fotodekompozisyonu orta basınçlı cıva lambası ile belirli zaman aralıklarında aydınlatılarak gerçekleştirildi. 900 saniyelik aydınlatma süresi sonunda başlatıcının tamamen tükendiği bulundu. TX-TPP' nin fotofiziksel özellikleri de incelendi. 390 nm' de uyarılan örneğin uyarılma ve yayınım spektrumları alındı ve 9,10-Difenilantresen standart olarak kullanılarak floresans kuvantum verimi tiyokzantona benzer olarak ?=0,0012 cıvarında hesaplandı. Fosforesans ölçümleri başlatıcının triplet haline yönelik bilgi sağlayacağından 77 oK' de etanol içinde gerçekleştirildi ve TX-TPP' nin fosforesans ömrü 92 ms olarak ölçüldü. Fotobaşlatma mekanizmanın anlaşılabilmesi için polimerin absorpsiyon spektrumu alındı ve fosforesans ömrü ölçüldü. TX-TPP'nin fotobaşlatma mekanizması incelendi ve MMA'nın karbonilindeki oksijen ile fosfor atomu arasındaki dipol etkileşimi ile ilgili radikal mekanizması ile mümkün olduğu bulundu.Anahtar Kelimeler: Fotobaşlatıcı, fotopolimerizasyon, UV-sertleştirme, fotofiziksel özellikler, tiyokzanton

Abstract:
2-(diphenylphosphino)-9H-thioxanthen-9-one) (Tiyokzantontrifenilfosfin - TX-TPP) was synthesized and characterized as a photoinitiator based on thioxanthone structure. TX-TPP was found as one component Type II photoinitiator character. Photopolymerization experiments were performed for Methyl methacrylate (MMA) as a monofunctional acrylate by using TX-TPP in Dimethylformamide (DMF) with N-Methyldiathanolamine (NMDEA) in either air or/and nitrogen atmosphere. Photoinitiated polymerization of multifunctional acrylates were also performed for Trimethylolpropanetriacrylate (TMPTA) and P-3038 ( %75 Epoxy acrylate + % 25 Tripropyleneglycoldiacrylate) with NMDEA and also for P-3038 without NMDEA by using Real Time Fourier Transform Spectroscopy (RT-FTIR).The kinetic of polymerization was investigated by Photo-DSC. UV-Curing was performed by using similar formulations which were coated on tracing paper as a 12 ? thickness and cured until no visible deformation was observed by Mini-UV-Cure by 12.9 m/min.Photodecomposition of TX-TPP were recorded for certain period of irradiation time by using of medium pressure mercury lamp. It was observed that TX-TPP consumed totally after 900 seconds irradiation time. Photophysical characteristics of TX-TPP were also investigated. The florescence excitation and emission spectrum of sample which was excited at 390 nm were taken and fluorescence quantum yield was calculated as ?=0,0012 when 9,10-Diphenylantracene was used as standard. Phosphorescence measurements were performed in ethanol at 77 0K for gaining information about triplet state of photoinitiator. Phosphorescence life time of TX-TPP was measured as 92 ms. Photoinitiation mechanism of TX-TPP was investigated and found possibly a radical mechanism involved dipole interaction between the carbonyl oxygen of the MMA and the phosphorous .Key Words: Photoinitiator, photopolymerization, UV-Curing, photophysical properties, thioxanthone