Tiyokzanton bazlı fotobaşlatıcı sentezi ve fotofiziksel ve fotokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of Tioxanthene based photoinitiahor and investigation of photophysical and photochemical properties
Yazar: HASNİYE ÖZKAN
Danışman: PROF. DR. NERGİS ARSU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Fotobaşlatıcı = Photoinitiator ; Fotopolimerleşme = Photopolymerization

Özet:
Fotopolimerizasyon bilimi ve teknolojisi son yıllarda birçok uygulamada hem bilimsel hem de endüstriyel olarak önem kazanmıştır. Bu uygulamalar arasında kaplamalar, yapıştırıcılar ve matbaa mürekkepleri yer almaktadır. Son yıllarda katyonik polimerizasyonun önem kazanmasına rağmen serbest radikal polimerizasyonu halen en çok kullanılan yöntemdir. Fotobaşlatıcılar fotopolimerizasyonda en önemli bileşenlerdir. Araştırmaların birçoğu, uyarıldığında ?-bölünmesine uğrayan ve iki radikal üreten I. tip başlatıcılar üzerine yoğunlaşmıştır. II. tip fotobaşlatıcılarda, radikal oluşumu genellikle II. Tip fotobaşlatıcıların bir hidrojen verici etkileşimiyle meydana gelir. Radyasyonla sertleşme terimi, bir sıvının % 100 katıya dönüşmesi veya bir polimerin fiziksel özelliklerinin değişmesi olarak açıklanabilir. Bu teknoloji, uygun dalgaboyunda ışığı absorplayarak, çok fonksiyonlu monomeri çapraz bağlı yapıya dönüştürecek radikalleri meydana getirir. Yüksek kuantum verimine sahip serbest radikal fotobaşlatıcılarının geliştirilmesiyle, bu endüstriyel uygulamalar daha hızlı bir gelişim göstermiştir.Bu çalışmada, 3-merkapto-9-okso-9H-tiyokzanten-2-karboksilik asit (TX-TSA)' nın sentezi gerçekleştirilmiş ve (TX-TSA)' nın fotofiziksel ve fotokimyasal özellikleri incelenmiştir. Ayrıca, (TX-TSA)' nın fotobaşlatma mekanizması açıklanmıştır ve triplet hal özellikleri lazer flaş fotoliz ve fosforesans spektroskopisi ile incelenmiştir. TX-TSA' nın görünür bölgede yüksek molar absorptivite katsayısına ( ? =20666 mol. L-1. cm-1) sahip olduğu, bununla birlikte düşük floresans kuvantum verimine ( ? F=0,009) sahip olduğu bulundu. Fosforesans ömrü 115 ms bulunmuş olan TX-TSA' nın triplet hal konfigürasyonu n ?? * olarak görülmekte olup, triplet ömrü lazer flaş fotoliz yöntemiyle 207 ns olarak bulundu. Elde edilen polimerin (PMMA) absorpsiyon spektrumu ve floresans emisyon spektrumu fotobaşlatıcının polimere takıldığını göstermektedir. Bu fotobaşlatıcının fotobaşlatma mekanizması gösteriyor ki bu mekanizma, polimerizasyon süresince büyük olasılıkla moleküller arası hidrojen abstraksiyonu ile gerçekleşmektedir.

Abstract:
Photopolymerization science and technology have become more important issue both scientifically and industrially in the recent years. Coatings, adhesives and printing inks are among these applications. Free radical polymerization is stil the most used process despite the fact that cationic polymerization have currently become more important for last years. Photoinitiators are the most important components in photopolymerization. Many researches have concentrated upon Type I photoinitiators when exposed to radiation two radical produced from ?-cleavage of type I photoinitiators. In the case of type II photoinitiators, radical generation generally occurs by the interaction of Type II photoinitiator with a hydrogen donor. The term of curing by radiation can be explained as transforming a liquid to 100% solid or changing of physical properties of a polymer. This technology generates radicals at absorbing suitable wavelength which transform multifunctional monomer to cross-linked network. These industrial applications have shown more rapid improvement by developing free radical photoinitiators which have high quantum yield.In this research, the synthesis of properties of 3-Mercapto-9-oxo-9H-tioxanthene-2-carboxylic acid (TX-TSA) was achieved and photophysical and photochemical properties of TX-TSA were investigated. In addition, explain the photoinitiation mechanism of TX-TSA, triplet state features were examined by laser flash photolysis and phosphorescence spectroscopy. It has been found that TX-TSA has a high molar absorptivity in the visible region ( ? =20666 mol. L-1. cm-1) however it has a low florescence quantum yield ( ? F=0,009). Triplet state configuration of TX-TSA is appeared as n ?? *, phosphorescence lifetime of TX-TSA was found as 115 ms and triplet lifetime was calculated as 207 ns by laser flash photolysis technique. Absorption spectrum and fluorescence emission spectrum of obtained polymer (PMMA) were confirmed that the photoinitiator was attached to polymer. Photoinitiation mechanism of this photoinitiator indicates that most probably by intermolecular hydrogen abstraction processes occurs during the polymerization reaction.