Yüzeyde başlatılan tersinir katılma-parçalanma zincir transfer polimerizasyonu ile silikon disk yüzeyine kovalent bağlı poli(N-[3-(dimetilamino)propil]metakrilamit) fırçaların sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of poly(N-[3-(dimethylamino)propyl]methacrylamide) brushes covalently attached to silicon disc by surface-initiated reversible addition-fragmentation chain transfer polymerization
Yazar: NERGİZ GÜRBÜZ
Danışman: PROF. DR. TUNCER ÇAYKARA
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu tez çalışmasında silikon disk yüzeyine kovalent bağlı, mekanik dayanımı iyi, zincir esnekliğine sahip, pH ve sıcaklık duyarlı poli(N-[3-(dimetilamino)propil]metakrilamit) (PDMAPMA) polimer fırçaları yüzeyde başlatılan tersinir katılma parçalanma zincir transfer (RAFT) polimerizasyonu tekniği ile hazırlandı. İlk olarak RAFT ajanı 4-siyanopentanoik asit ditiyobenzoat (CPAD) sentezlendi ve silikon disk yüzeyine R-grubundan kovalent bağlanma ile immobilize edildi. Daha sonra silikon disk yüzeyinden DMAPMA'nın RAFT polimerizasyonu gerçekleştirildi. Polimer fırçaların karakterizasyonu elipsometre, grazing angle aksesuarlı FT-IR (ATR-FTIR), X-ray fotoelektron spektroskopisi (XPS), atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve değme açısı ölçümleri kullanılarak yapıldı. Hazırlanan yüzeylerin kimyasal bileşimi XPS ölçümleri ile karakterize edildi. XPS spektrumundaki C 1s, N 1s ve S 1s pikleri 3-Aminopropiltrietoksisilan (APTES), CPAD ve PDMAPMA moleküllerinin yüzeyler üzerindeki varlığına kanıt oluşturmaktadır. PDMAPMA'nın ATR-FTIR ölçümleri DMAPMA'nın silikon disk yüzeyinde büyüdüğünü göstermektedir. AFM görüntüleri RAFT yöntemi vasıtasıyla yüzeyde başlatılan polimerizasyon sonucunda RAFT ajanı immobilize edilmiş yüzeylerde düzgün bir görüntünün elde edildiğini göstermiştir. Kinetik çalışma yüzeye bağlı polimer filminin kalınlığının zamanla doğrusal olarak arttığını göstermiştir. Bu durum yüzeyde büyüyen zincirlerin kontrollü yaşayan karakterde olduğunu kanıtlamaktadır.

Abstract:
In this study, stimuli-responsive poly(N-[3-(dimethylamino)propyl] methacrylamide) (PDMAPMA) brushes covalently attached to Si(100) wafer surface were prepared by surface-initiated reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) technique. Firstly, RAFT agent, 4- cyanopentanoic acid dithiobenzoate (CPAD) was synthesized and immobilized on the silicon wafer surface via covalent attachment of the R-group. RAFT polymerization of DMAPMA was conducted on the silicon wafer surface. The resulting polymer brushes were characterized by ellipsometry, X-ray photoelectron spectra (XPS), attenuated total reflectance fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR), atomic force microscopy (AFM) and contact angle measurements. Chemical composition of the brushes on the silicon surfaces was determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The C1s, N 1s and S 1s peaks in the XPS spectrum can qualitatively account for the existence of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES), CPAD and PDMAPMA molecules on the silicon surface. The ATR-FTIR analysis of the PDMAPMA indicated that the DMAPMA have been `?grafted from?? the modified silicon surface. AFM analysis showed that the surface initiated polymerization via RAFT had proceeded uniformly on the RAFT agent-immobilized silicon wafer surface. Kinetic studies revealed a linear increase in thickness of the surface graft-polymerized film with reaction time. It indicated that the chain growth from the surface was a controlled process with a `?living?? character.