Bazı metal yüzeylerin kendiliğinden polimerik jelle kaplanması ve kaplama kinetiğinin eş zamanlı olarak takibi
Simultaneous coating of some metal surfaces with polymeric gels, and in-situ monitoring of the coating kinetics
Yazar: NADİDE MÜNEVVER UZUN
Danışman: DOÇ.DR. YAŞAR YILMAZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada monomer (polimeri oluşturan en küçük birim) olarak akrilamit (AAm),çapraz bağlayıcı olarak N, N?-methylene bisacrylamide (BIS) ve polimerleşmeyi başlatıcımolekül olarak amonyum persülfat (APS) ve çözücü olarak saf su kullanarak çelikyüzeyi üzerine jel kaplama işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu kaplama işlemi bugüne kadarbilinen yöntemlerin dışında oldukça kolay ve hiçbir işleme gerek kalmadan jelin metalyüzeyine kendiliğinden kaplanması şeklinde olmaktadır. Jelleşme işlemi metalyüzeylerden başlayarak çelik etrafını bir kılıf gibi sarmakta ve jelleşme miktarı zamanabağlı olarak artmaktadır.Kullanılan deneysel metot; sadece kaplanan metallerin toplam kütlesinin farklı zamanaralıklarında hassas bir terazi aracılığıyla ölçülmesine dayanmaktadır. Kaplamanıngerçekleştirilmesi için metal bir malzeme, hassas bir terazi ve yukarıda bahsedilenkimyasal malzemeler (AAm, BIS, APS ve su) yeterli olmaktadır. Metal yüzey dışında(çözelti kabı içerisinde) polimerleşmenin olup olmadığı ise jel çözeltisi içerisine katılanfloresans özelliğe sahip moleküller aracılığıyla (izleme molekülleri) kontrol edilmiştir.Polimere dönüşen monomer miktarının zamanın fonksiyonu olarak ölçülebilmesipolimerleşme kinetiğinin neredeyse eşzamanlı olarak takibi için yeni bir teknik imkanısunmaktadır. Bu yöntemle, değişen parametrelere göre polimerleşme hızı ve kompozithız sabiti gibi bazı kinetik parametrelerin polimerleşme süresince büyük bir doğruluklaölçülebilmesi ve mevcut teorilerin test edilmesi mümkün olmaktadır.Metal yüzeylerin bu yolla ince polimer filmleri şeklinde de kaplanması mümküngözükmektedir. Ortalama kaplama kalınlığınınn zamanın fonksiyonu olarak kontroledilebileceği öngörülmekle birlikte homojen kaplama konusunda henüz istenilenseviyeye ulaşılamamıştır.Oluşan kimyasal jel hiçbir çözücüde çözünmemekte, ancak su içerisinde şişme özeliğinesahip olmaktadır. Bu yüzden su dışındaki organik çözücüler (mesela; metanol, etanol,toluen) içerisinde bulunan metal yüzeylerinin korunmasında etkili olabileceğidüşünülmektedir.Anahtar Kelimeler: Poliakrilamid, Metal kaplama, Floresan teknik, Kendiliğindenkaplanma

Abstract:
In this study, the steel surfaces were coated with gel by using (acrylamide) AAm as amonomer which is the smallest part of the polymer, N, N?-methylene bisacrylamide(BIS) as a cross-linker, ammonium per sulphate (APS) as an initiator and distilledwater as solvent. This coating process that is easy, covers the metal surfacespontaneously without another operation other than well-known methods. Gelationprocess begins from metal surfaces and adsorbes on it tightly and the amount of gelationincreases as a function of time.Experimental method used is based on measuring only the total mass of the coated metalin different time intervals by using an assay-balance. A metal, an assay-balance and thechemical materials (AAm, BIS, APS and distilled water) mentioned above are sufficientto obtain the coating. The trace amount of fluorescence molecules (probes) are added tothe pre-polymerization solution to control whether the polymerization occurs in thesolution or not.Measuring the amount of the polymer deposited on the metal surface as a function oftime, enables us to observe the polymerization kinetics in a new technique. Using thismethod makes it possible to measure the polimerization rates and composite rateconstants with respect to varying parameters in accuracy and to test the actual theories.This method also makes it possible to coat the metal surfaces as thin films. It is foreseenthat the average thickness of the coating can be controlled as a function of time but thehomogenity of the coating can not be controlled as intended.The obtained chemical gel can not be dissolved in any solvent, but it has the propertiy ofswelling only in water. Because of this, to protect the metal surfaces against organicsolvents, such as methanol, ethanol, toluene, this coating technique can be usedefficiently.Keywords: Polyacrylamide, Metal coating, Fluorescence technique, Spontaneous coating