Yeni bir başlatıcı sistemi ile metil metakrilatin atom transfer radikal polimerizasyonu
Atom transfer radical polymerization of methyl methacrylate a new initiating system
Yazar: TEMEL ÖZTÜRK
Danışman: PROF.DR. SEVİL SAVAŞKAN YILMAZ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2006
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
ÖZET Mono/di-bromometil benzoil peroksitler (t-BuBP, BBP) ve CuX/2,2'-bipridin (X: Br ve Cl) başlaücı sistemleri kullanılarak MMA'nın (metil metakrilat) ATRP (atom transfer radikal polimerizasyon) reaksiyonları ile makromonomerik peroksi başlaücılar, PMMA (polimetil metakrilat) sentezlendi. Elde edilen başlatıcılar, NMR, FT-IR, GPC, SEM ve DSC teknikleriyle karakterize edildi. 80°C sıcaklıkta farklı zamanlarda makromonomerik PMMA başlaücıların S (stiren) ve AA (akrilik asit) ile blok kopolimerizasyonu sonucu çözünebilen poli (MMA-b-S) ve poli (MMA-b-AA) blok kopolimerler elde edildi. Blok kopolimerler, NMR, FT-IR, GPC, SEM, DSC ve fraksiyonlu çöktürme teknikleriyle karakterize edildi. Peroksijen grubu içeren poli (MMA-b-S) blok kopolimerleri, AA ile 90°C sıcaklıkta farklı zamanlarda polimerleştirildi. Elde edilen poli (MMA-b-S-b-AA) multikomponentler NMR, FT-IR, GPC, SEM, DSC ve fraksiyonlu çöktürme teknikleriyle karakterize edildi. Peroksijen grubuna sahip makromonomerik PMMA başlatıcılar kullanılarak PBd (polibütadien) ve doğal kauçuk ile 90°C sıcaklıkta farklı zamanlarda graft kopolimerler elde edildi. Çözünen ve çözünmeyen kısımlar birbirinden ayrıldı. Çapraz bağlı graft kopolimerlerin CHCVdeki şişme oranlan incelendi. Sentezlenen graft kopolimerlerin karakterizasyonu FT-IR, SEM ve DSC teknikleri kullanılarak yapıldı. Temel parametrelerin (sıcaklık, zaman) sentez üzerine etkileri incelendi. Sentezlenen PMMA başlatıcılar, blok ve graft kopolimerlerden alman örnekler çekme deneylerine tabi tutularak bulunan mukavemet ve süneklik gibi bazı mekanik özellikleri belirlendi. 2,2'- bipridin/CuBr ve 2,2'-bipiridin/CuCl başlaücı sistemlerinin geometrik özelliklerinin hesaplanması ve molekül modellerinin gösterimi MM2 metodu yardımı ile gerçekleştirildi. Moleküler sistemlerinin tam geometrik optimizasyonu Polak-Ribiere (conjugate-gradient) algoritması kullanılarak yapıldı ve RMS gradienti 0.0001 kcal (Â mol^'dir. Bütün hesaplamalarda HyperChem 7.5 programı kullanıldı. Anahtar Kelimeler: Atom Transfer Radikal Polimerizasyonu, Makromonomerik Peroksi Başlaücı, Multikomponent, Blok ve Graft Kopolimer, Şişme Oram, Mekanik Özellikler, MM2 Moleküler Mekanik Hesaplamalar. VIII

Abstract:
SUMMARY Atom Transfer Radical Polymerization of Methyl Methacrylate Using A New Initiating System Macromonomeric peroxy initiators, PMMA (polymethyl methacrylate) were synthesized via ATRP (atom transfer radical polymerization) of MMA (methyl methacrylate) by using the mono/di-bromomethyl benzoyl peroxides and CuX/2,2'- bipyridine (X: Br and CI) initiating systems. The initiators were characterized by NMR, FT-IR, GPC, SEM, and DSC techniques. Soluble poly (MMA-b-S) and poly (MMA-b- AA) block copolymers were obtained as a result of the block copolymerization with styrene (S) and AA (acrylic acid) of macromonomeric PMMA initiators at different times at 80°C. The block copolymers were characterized by NMR, FT-IR, GPC, SEM, DSC, and fractional precipitation techniques. Poly (MMA-b-S) block copolymers having peroxygen groups were polymerized with AA for different times at 90°C. Poly (MMA-b-S-b-AA) multicomponents obtained were characterized by NMR, FT-IR, GPC, SEM, DSC and fractional precipitation techniques. Graft copolymers were obtained by using macromonomeric PMMA initiators having peroxygen group with PBd (polybutadiene) and natural rubber for different times at 90°C. The soluble and insoluble parts were separated. The swelling ratios of crosslinked graft copolymers were investigated in CHCI3. Graft copolymers synthesized were characterized by FT-IR, SEM, DSC, and fractional precipitation techniques. The principal parameters (temperature and time) affecting the synthesis were examined. Tensile tests were carried out on the sample prepared from the initiators, block and graft copolymers synthesized. It is a result of these tests some mechanical properties including tensile strengths and percentage elongations of the samples were determinated. The molecular model analyses for the initiator systems were achieved using MM2 method. Full geometry optimization was carried out employing the Polak-Ribiere (conjugate-gradient) method until an RMS gradient was reached to 0.0001 kcal (Â mol)"1. HyperChem 7.5 program was performed for all of the calculations. Key Words: Atom Transfer Radical Polymerization, Macromonomeric Peroxy Initiator, Multicomponent, Block and Graft Copolymer, Swelling Ratio, Mechanical Properties, MM2 Molecular Mechanic Calculations. DC