Gliserin-HEMA3 çapraz bağlayıcı sentezi, karakterizasyonu ve üretan diakrilat beraberinde hazırlanan kaplamaların mekanik analizleri
Synthesis of glycerin-HEMA3 crosslinker,characterization and mechanical analysis of coating prepared with urethane diacrylate
Yazar: YELİZ YILMAZ
Danışman: PROF. DR. DEMET KARACA BALTA
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Polimer zincirlerinin çapraz bağlanması polimerlerin fiziksel özelliklerini etkileyen önemli bir durumu oluşturur. Çapraz bağlı olan bir polimer esneklik özelliğine sahip olmuş olur fakat bununla birlikte çapraz bağlanmadaki sayının artmasıyla polimer sertleşmeye başlar. 
PU (poliüretan) teknolojisi günümüzde hızlı bir şekilde büyümektedir ve çok yaygın bir uygulama olarak kullanılmaktadır. Ancak PU kaplamalar genel olarak daha pahalıdır.
PU film oluşturucu özelliklerinden yararlanmak için, sentezlerde düşük maliyetli bir malzeme ile kombinasyon artık kaplama pazarında yaygın bir rutin haline geldi ve bu da yeni farklı ürünlere yol açtı. En popüler ikinci bileşenlerden biri akrilik kısımdır. Akrilik polimerler düşük çözücü ve aşınma direncine sahip olmalarına rağmen üstün su direnci, aşınma direnci, ayarlanabilir mekanik özellikler ve düşük maliyet ile bilinmektedir.
Çalışma kapsamında HEMA' dan yola çıkılarak hazırlanan HEMA-açil azid üzerinden sentezlenen gliserin bazlı çapraz bağlayıcı yüksek verimde ve saf olarak elde edildi. Bu bağlamda ilk olarak HEMA monomerinin kullanılmasıyla okzalil klorür varlığında HEMA açil klorür sentezi gerçekleştirildi ve açil klorür grubunun NaN3 ile açil azid' e dönüştürülmesi sağlandı. Sıcakta açil azid gruplarının izosiyanat gruplarına dönüştüğü literatürden ve Curtius yeniden düzenlenme reaksiyonlarından bilinmektedir. Curtius yeniden düzenlenme reaksiyonundan yararlanarak gliserin beraberinde yeni bir üretan triakrilat sentezi gerçekleştirildi. Ağırlıkça 4 farklı oranda gliserinden yola çıkaran sentezlenen üretan triakrilat çapraz bağlayıcının kullanılmasıyla hazırlanan formülasyonlar ince kaplamalar halinde foto kürleşmeye uğratılmış ve elde edilen kaplamaların dinamik mekanik analiz (DMA) cihazının kullanılmasıyla termal analizleri ve Lloyd çekme test cihazı LF Plus ile mekanik analizleri gerçekleştirilmiştir.
Aynı zamanda sentezlenen çapraz bağlayıcının farklı oranlarında kullanılmasıyla, HEMA beraberinde UV kaplamaları elde edilip, su ve DMF içerisinde şişme deneyleri ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ile termal analizleri yapılmıştır.

Abstract:
Cross-linking of polymer chains constitutes an important condition affecting the physical properties of polymers. A cross-linked polymer will have flexibility, but with the increase in the number of cross-linking, the polymer begins to harden.
PU technology is growing rapidly nowadays and is used as a very common application. However, PU coatings are generally more expensive. To take advantage of the PU film-forming properties, the combination with a low-cost material in syntheses has now become a common routine in the coatings market, leading to new different products. One of the second most popular components is the acrylic part. Although acrylic polymers have low solvent and abrasion resistance, they are known for their superior water resistance, abrasion resistance, adjustable mechanical properties and low cost.
Within the scope of the study, glycerine-based crosslinker synthesized from HEMA-acyl azide prepared from HEMA was obtained in high yield and pure. In this context, firstly, HEMA acyl chloride synthesis was carried out in the presence of oxalyl chloride by using the HEMA monomer, and the acyl chloride group was converted to acyl azide with NaN3. It is known from the literature and Curtius rearrangement reactions that acyl azide groups transform into isocyanate groups in heat. Utilizing the Curtius rearrangement reaction, a new urethane triacrylate synthesis was carried out with glycerin. The formulations prepared by using the synthesized urethane triacrylate crosslinker, which is based on glycerin in 4 different weights, were photocured into thin coatings and thermal analyzes of the obtained coatings were carried out using a dynamic mechanical analysis (DMA) device and mechanical analyzes were performed with the Lloyd tensile test device LF Plus. 
At the same time, UV coatings of the synthesized crosslinker were obtained with HEMA ,swelling experiments in water and DMF and thermal analyzes were performed with differential scanning calorimetry (DSC).