Poli(vinilklorür) yüzeyinin UV ışınlarıyla başlatılan aşı kopolimerizasyonu ile hidrofilik modifikasyonu
Hidrophilic surface modification of Poly(vinylchloride) by UV induced graft copolymerization
Yazar: YELDA ERTAŞ
Danışman: PROF. DR. OLGUN GÜVEN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
UV ışınlarıyla başlatılan aşı polimerizasyonu, polimer yüzeylerini hidrofilik olarak modifiye etmek için kullanılan başlıca tekniklerden birisidir. Bu çalışmada tıbbi saflıktaki poli(vinilklorür) (PVC) filmlerinin yüzeylerini hidrofilik ve kaygan bir şekilde modifiye etmek amacıyla, N-vinilpirolidon monomeri film yüzeylerine foto-aşılandı. Aşı polimerizasyonu fotobaşlatıcı olarak benzofenon içeren monomer çözeltisi içerisine tıbbi saflıktaki PVC filmleri yerleştirilerek, hava ortamında ve oda sıcaklığında gerçekleştirildi. En etkili yüzey modifikasyonu için aşılama verimini etkileyen monomer derişimi (% 20-80), benzofenon miktarı (0.01-0.05 M), UV lambası ile örnek arasındaki uzaklık (5-15 cm) ve ışınlama süresi (1-15 dk) gibi parametreler incelendi. İstenilen hidrofilik yüzey özelliğini elde edebilmek için % 20 monomer derişimi, 0.04 M benzofenon, 10 dakika ışınlama süresi ve 10 cm uzaklık optimum koşullar olarak belirlendi.Aşılama verimleri gravimetrik ve spektroskopik yöntemlerle bulundu ve aşılanan filmlerin kimyasal karakterizasyonları FTIR, XPS ve Raman Spektrometresi ile yapıldı. Modifiye edilen yüzeylerin hidrofilik özelliği temas açısı gonyometresi ile ölçüldü ve yüzey serbest enerjileri hesaplandı. Aşılamayla birlikte tıbbi saflıktaki PVC'nin molekül ağırlığı dağılımındaki değişikliği gözlemlemek için büyüklükçe ayırma kromatografisi (SEC) analizleri yapıldı. Optimum koşullarda gravimetrik aşılama verimi % 4.0 olarak belirlendi ve bu verimde modifiye edilen filmin yüzey temas açısının 81.8º den, poli(vinilpirolidon) (PVP)'un temas açısı olan 66.4º ye kadar düştüğü gözlemlendi. Bu sonuç aşılamanın ve yüzey modifikasyonunun başarılı bir şekilde gerçekleştiğini göstermektedir.Anahtar kelimeler: Foto aşılama, yüzey modifikasyonu, hidrofilik, tıbbi saflıkta PVC, ATR-FTIR.

Abstract:
UV induced graft polymerization used for surface modification of polymers is one of the major techniques to improve surface hydrophilicity. In this study, N- vinylpyrrolidone monomer was photo-grafted on the PVC film surfaces in order to modify the films as hydrofilic and lubrious. Graft polymerization was performed in air at room temperature by placing medical-grade PVC films into monomer solution which contains benzophenon as photoinitiator. For the most effective surface modification, parameters as monomer concentration (% 20-80), photoinitiator amount (0.01-0.05 M), UV exposure time (1-15 min), the distance between UV lamp and sample (5-15 cm) that effect the graft yield were investigated. In order to obtain desired hydrophilic surface property, % 20 monomer concentration, 0.04 M benzophenon, 10 minutes irradiation time and 10 cm distance were determined as the optimum conditions.Graft yield was found by gravimetric and spectroscopic methods and chemical characterization of grafted films were made by FTIR, XPS and Raman Spectroscopy techniques. Contact angle of modified surfaces were measured by contact angle goniometer and surface free energies were calculated. Size exclusion chromatography analysis were made in order to observe the changes in molecular weight distribution of PVC with grafting. In optimized conditions, the gravimetric graft yield was calculated as % 4.0 and It was observed that the contact angle of PVC was decreased from 81.8º to 66.4º which is equal to the contact angle of poly(vinylpyrrolidone) (PVP) film. This result indicates that the surface modification and grafting was performed successfully.Keywords: Photo grafting, surface modification, hydrophilic, medical grade PVC, ATR-FTIR.