Perfloro akrilat, metil metakrilat ve butil akrilatın çözelti içinde katılma polimerizasyonu
Solution addition polymerization of perfluoroacrylate, methyl methacrylate and butyl acrylate
Yazar: SALİH ÖZBAY
Danışman: PROF. DR. H. YILDIRIM ERBİL
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Kopolimerleşme = Copolymerization ; Polimer sentezi = Polymer synthesis ; Polimerleşme = Polymerization ; Temas açısı = Contact angle ; Yüzey özellikleri = Surface properties

Özet:
Çözelti polimerizasyonu; ısı transferi, karıştırma, ürün işleme gibi viskoziteye bağlı problemlerin üstesinden gelmek için monomerlerin bir solvent veya solvent karışımı içerisinde polimerleştirildiği bir polimerizasyon tekniğidir. Florlu polimerler, su itici özelliklerinden dolayı inşaat, tekstil, otomotiv ve uzay endüstrilerinden, optik ve mikro elektronik teknolojilere kadar geniş bir uygulama alanına sahiptir. Bu çalışmada, perfloroalkiletil metakrilat (Zonyl-TM) monomerinin, metil metakrilat (MMA) ve butil akrilat (BuA) monomerleriyle çözelti içinde katılma kopolimerizasyonu incelenmiştir. Başlatıcı olarak AIBN kullanılarak, toluen ve toluen-metil etil keton solvent karışımları içerisinde istatistiksel terpolimer ve kopolimerler sentezlendi. Sentezlenen polimerlerin Ubbelohde viskozimetresi ile 25ºC'de toluen içerisinde bağıl viskozite değerlerine bakıldı, GPC ile molekül ağırlıkları tayin edildi, H-NMR ile kopolimer kimyasal yapısı karakterize edildi, DSC ile Tg değerleri ölçüldü. Daha sonra sentezlenen kopolimerlerin çözeltilerinden, cam lameller üzerine daldırmayla kaplama yöntemiyle ince film olarak kaplandı ve bunların yüzey özelliklerinde ne gibi değişiklikler gerçekleştiği temas açısı ölçümleri ve optik mikroskop ile incelendi.Hazırlanan örneklerde, artan Zonyl-TM miktarına bağlı olarak Tg değerlerinde kopolimerin serbest hacmin artmasından dolayı bir azalma gözlendi. Beslenen Zonyl-TM miktarı arttırıldıkça sentezlenen polimerlerden oluşturulan yüzeylerin suyla yaptığı temas açıları 78º'den 119º'a kadar kademeli olarak arttı. Oluşturulan yüzeylerin serbest yüzey enerjileri de Owens-Wendt ve Van Oss-Good (Asit-Baz) yöntemiyle hesaplandı. Hesaplanan bu değerlere göre artan flor miktarına bağlı olarak oluşturulan yüzeylerin serbest yüzey enerjisi 40,60'dan 10,54 mN/m'ye kadar azaldı.

Abstract:
Solution polymerization is a technique which monomers can be polymerized in a solvent or a solvent mixture and this polymerization technique provides a means to overcome viscosity-related problems such as those encountered in the areas of heat transfer, mixing and product processing. Fluoro-polymers have widespread applications in modern technologys because of water repellency properties, ranging from building, textile, automotive, aerospace industries to optics and microelectronics. In this study, we investigated solution copolymerization of perfluoroalkylethyl methacrylate (Zonyl-TM) monomers with methyl methacrylate (MMA) and butyl acrylate (BuA) monomers. AIBN was used as a initiator and synthesis of statistical terpolymers and copolymers in toluene and mixtures of toluene and methyl ethyl ketone. Intrinsic viscosity values were determined by Ubbelohde viscosimetry by using toluene at 25 ºC. Molecular weight of the polymers were determined by GPC. Chemical structure of copolymers were characterized by H-NMR and Tg values were determined by DSC. Afterwards, thin films were prepared by dip coating glass sliden in copolymers solutions and surface properties were investigated by contact angle measurement and optical microscopy.Tg values were decreased with increasing Zonyl-TM in the copolymer structure because of increasing the free volume of the copolymer. Water contact angle of the sample surfaces increased by increasing with the feed of the Zonyl-TM amount, ranging from 78º to 119º. At the same time, the surface free energy of the surfaces were calculated by using Owens Wendt and Van Oss Good methods. According to the calculated values, surface free energy of surfaces decreased from 40,60 to 10,54 mN/m with increasing the fluorine content.