Poli(N,N-dimetilaminopropil metakrilamid/itakonik asit) amfoterik kopolimerinin sentezlenmesi, karakterizasyonu ve adsorpsiyon özelliğinin belirlenmesi
Synthesis and characterization of poly(N,N-dimethylaminopropyl methacrylamide/itaconic acid) amphoteric copolymers and determination of their adsorption properties
Yazar: NALAN BAŞ
Danışman: PROF. DR. NURSEL PEKEL BAYRAMGİL ; YRD. DOÇ. DR. ARZU ENGİN
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu çalışmada N,N-dimetilaminopropil metakrilamid-İtakonik asit, (DMAPMAm-IA) içeren hidrojelleri gama ışınları kullanılarak hazırlanmıştır. Jeller, N,N-dimetilaminopropil metakrilamid monomeri ile değişik kütlelerde itakonik asit monomeri içeren karışımların değişik sürelerde gama kaynağında bekletilmesiyle hazırlanmıştır. Daha sonra hazırlanan hidrojellerin spektroskopik ve ısısal karakterizasyonları yapılmıştır. Ayrıca şişme deneyleri yapılarak şişme ve ağ yapısı özellikleri bulunmuştur. Hazırlanan hidrojellerin yapısal karakterizasyonu için FTIR spektrumları alınmış ve değerlendirilmiştir. Yapılan ısısal analizlerde hidrojellerin DSC ve TGA termogramları çekilmiştir. Görüntü analizlerinde SEM ve EDS görüntüleri alınmıştır. Hidrojellerin % jelleşme grafikleri oluşturularak sentezleme işlemi için en uygun doz miktarı belirlenmiştir. Şişme deneyleri yapılarak jellerin şişme özellikleri incelenmiştir. Elde edilen en yüksek %şişme değeri 4168,30 olup DMAPMAm:IA (10 mg) jeline aittir. Ayrıca, pH'ın jellerin şişmesine etkisi çalışılmıştır.Hidrojellerin sulu ortamdan Co2+ ve Ni2+ iyonlarını uzaklaştırma potansiyellerini belirlemek için adsorpsiyon deneyleri yapılmıştır. Adsorpsiyon deneyleri için 500-1750 mg/L metal iyonu derişim aralığında çalışılmıştır. Metallerle yapılan adsorpsiyon çalışmalarından elde edilen en yüksek adsorpsiyon kapasite değeri 244,82 mg Co2+/g DMAPMAm jel (pH 5) ve 215,57 mg Ni2+/g DMAPMAm:IA (10 mg) jel (pH 5). Elde edilen veriler Langmuir ve Freundlich adsorpsiyon denklemlerine uygulanmıştır. Metal adsorpsiyonunun Langmuir izotermine uyduğu belirlenmiştir. Metal iyonu tutmuş jel örneklerinin FTIR, SEM ve EDS analiz sonuçlarına göre metal iyonu ile polimer arasındaki tutunmanın mekanizması açıklanmaya çalışılmıştır. Ayrıca polimerlerin tekrar kullanılabilirliğini göstermek için desorpsiyon çalışmaları yapılmıştır.

Abstract:
In this study, N,N-dimethylamonopropyl methacrylamide-Itaconic acid (DMAPMAm:IA) hydrogels were prepared by using gamma rays. Gels were prepared by waiting of mixtures of N,N-dimethylamonopropyl methacrylamide monomer and different amount of itaconic acid monomer at different time in the gamma source. After that thermal, spectroscopic and image characterization of prepared DMAPMAm/IA hydrogels were applied by using FTIR, DSC, TGA, SEM and EDS. The best amont of radiation dosage were selected by drawing graphics of percentage of gellation of hydrogels. Swelling properties of gels were investigated by studying of swelling experiments. According to the results, the highest percentage of swelling value was 4168,30 and this value is belong to DMAPMAm:IA (10 mg). Moreover, the effect of pH on swelling of hydrogels was studied.Adsorption experimets were done for determining of Co2+ and Ni2+ removal capacities of hydrogels from aqueous systems. 500-1750 mg/L metal concentartion range were studied for adsorption experiments. According to adsorption results, the best adsorption capacities were found as 244,82 mg Co2+/g DMAPMAm gel (pH 5), 215,57 mg Ni2+/DMAPMAm:IA (10 mg) gel (pH 5). Produced data were applied Langmuir and Freundlich isotherm equations. Adsorption results were followed Langmuir isotherm. The adsorption mechanism between polymer and metal ions was tried to explain according to the FTIR, SEM and EDS analyes reults of metal ion adsorbed gels. To show availability of polymers, desorption studies were also conducted.