Floroakrilatın endüstriyel akrilatlarla emülsiyon kopolimerizasyonu
Emulsion copolymerization of fluoro acrylate with industrial acrylates
Yazar: MERVE BALKIZ TOPALOĞLU
Danışman: PROF. DR. HÜSNÜ YILDIRIM ERBİL
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Emülgatörsüz emülsiyon polimerleşmesi = Emulsifier free emulsion polymerization ; Emülsiyon polimerleşmesi = Emulsion polimerization

Özet:
Bu çalışmamız kapsamında, çekirdek-kabuk emülgatörsüz emülsiyon polimerizasyonu yöntemiyle, flor içeren monomerleri sadece kabuk kısmında kullanarak hem maliyeti yüksek floro monomerlerinin daha az kullanımıyla hem de yüksek temas açısına ve iyi kimyasal, fiziksel özelliklere sahip kopolimer üretimi amaçlanmıştır. Emülgatör içermeyen emülsiyon polimerizasyonu, geleneksel emülsiyon polimerizasyonuna kıyasla, film oluşumu esnasında emülgatör kirlenmesinin olmayışı ve benzer boyutlu tanecik dağılımı vermesi gibi bazı avantajlara da sahiptir.Yapılan çalışmalar iki kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısımda, emülgatörsüz çekirdek-kabuk emülsiyon polimerizasyonu çalışılmıştır. Çekirdek kısmında bütil akrilat (BuA), metil metakrilat (MMA), amonyum persülfat (APS)'ın belirli bir kısmı ile 5 saat süre ile 75±2°C'de reaksiyon gerçekleştirilmiştir. Kabuk kısmı için ise, elde edilen çekirdek lateks üzerine BuA, MMA, APS ile birlikte floro monomer (Zonyl TM veya Zonyl TAN) ve pH ayarlayıcı sodyum bikarbonat da kullanılarak 8 saat süre ile 75±2°C'de reaksiyon gerçekleştirilmiştir. İkinci kısım çalışmada ise, perfloroalkiletil metakrilat (Zonyl TM)'ın, MMA ve BuA ile emülgatörsüz klasik (çekirdek-kabuk olmayan) emülsiyon kopolimerizasyonu, potasyum persülfat (KPS) ile 5 saat boyunca 75±2°C'de gerçekleştirilmiştir.Yapılan ilk kısım çalışmalarda elde edilen farklı oranlarda Zonyl TM içeren, %25-39 oranında katı maddeye sahip emülgatörsüz çekirdek-kabuk latekslerde zamanla çökme gözlenmiştir. Halbuki ikinci kısımda kullanılan emülgatörsüz klasik emülsiyon polimerizasyonu çalışmalarında ise zamanla çökme gözlenmemiştir ve molce %0-4 Zonyl TM içeren, %20 katı maddeye sahip latekslerde, Zonyl TM miktarına bağlı olarak 84°-108° temas açısı elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, it was aimed to produce copolymer which has high contact angle values and good physical, chemical properties by using core-shell emulsifier free emulsion polymerization method, where the high cost floro monomer was used only in shell. Compared with the conventional emulsion polymerization, the emulsifier-free emulsion polymerization provides one or more of the following advantages: No emulsifier migration during film formation and monodisperse particle size distribution.The study consists of two stages: In the first stage, emulsifier-free core-shell emulsion polymerization method was performed. In the core part, reaction was done at 75±2°C for 5 hours using butyl acrylate (BuA), methyl methacrylate (MMA) monomers, and amonium persulphate (APS) initiator. In the shell part, reaction was done at 75±2°C for 8 hours using previously synthesized core latex and BuA, MMA, APS and fluoro monomer (Zonyl TM or Zonyl TAN) where sodium bicarbonate was used for pH adjustment. In the second stage, emulsifier-free classic (non core-shell) emulsion copolymerization of perfluoroalkylethyl methacrylate (Zonyl TM) with MMA and BuA was done with potassium persulphate (KPS) at 75±2°C for 5 hours.It was determined that, when the emulsifier-free core-shell latexes including different percantage of Zonyl TM and %25-39 solid content were examined, colloidal agglomeration and precipitation of the latex were seen in the first stage studies. However, when the emulsifier-free non core-shell emulsion polymerization was applied, the agglomeration and precipitation of the latex were not seen in the second stage studies and latexes including %0-4 mole Zonyl TM and %20 solid content, 84°-108° contact angle values were obtained depending to Zonyl TM content.