Yeni amfifilik polimerik kriyojellerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of new amphiphilic polymeric cryogels
Yazar: CANSU MELTEM GÜREL
Danışman: DOÇ. DR. ABDULKADİR ALLI ; DR. ÖĞR. ÜYESİ KORAY ŞARKAYA
Düzce Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Kriyojeller, kriyopolimerizasyon (kriyotropik jelleşme) şartlarında sentezlenen hidrojel sınıfına ait polimerik jel matrislerdir. Kriyojeller, genellikle birbiriyle bağlı süpermakrogözenekli süngerimsi esnek bir yapıya, yüksek gözenek yoğunluğuna sahip, sentezlenirken çözücü ve gözenek yapıcı olarak toksik madde gerektirmemeleri ve mekanik olarak dayanıklı olmaları sayesinde biyomedikal amaçlı birçok alanda uygulamaya sahiptirler. Amfifilik blok kopolimerlerin devamlı artan bir şekilde uygulamaları nedeniyle bu tür polimerleri üretmek; fizikokimyasal özelliklerini araştırmak ve geliştirmek gerekmektedir. Amfifilik kopolimerler hidrofobik ve hidrofilik polimerlerden ibaret hem polar hem non-polar fazlara ilgi duyan kopolimerlerdir. Birbiriyle uyuşmayan bloklardan oluşan bu kopolimerlerin amfifilik tabiatı onlara seçimli çözücülerde çok farklı özellikler kazandırır. Kütle yapısı içinde olduğu gibi aynı zamanda yüzeyde de mikrofaz ayrımına sebep olurlar. Seçimli ortam varlığında, çözücü içinde veya yüzeylerde, kendi içlerinde düzenlenmeleri, bir bloka göre çözücü ortamında diğer blok çökeceğinden dolayı kolloidal dağılım halini alır ve böylece miseller şeklinde yığılımlara, mikroemülsiyonlara ve absorblanmış polimer tabakalarının oluşmasına sebep olurlar. Bu tez kapsamında, amfifilik türden yeni nesil polimerik sistemler amfifilik kriyojellerin sentezlenmesi ve karakterizasyonu amaçlanmıştır. Oldukça hidrofilik yapıda olduğu bilinen kriyojeller, hidroksillenmiş polimerik yağ asitleri ile aynı polimer matrisinde buluşarak, hidrofilik ve hidrofobik yapıyı bir arada bulunduran yeni nesil amfifilik kriyojel sentezlenmesi amaçlanmaktadır. Yapısal olarak literatürde pek rastlanmayan yeni amfifilik kriyojel sentezi için ana monomer HEMA (2-hidroksi etil metakrilat) monomeri tercih edilmiştir. HEMA monomeri, suda çözünebilir, biyouyumludur, kimyasal ve hidrolitik olarak kararlı yapıdadır. HEMA monomerinin yanında komonomer olarak önce oto-oksidasyon, sonrasında ise hidroksilasyon reaksiyonuna tabi tutularak modifiye edilmiş soya yağından üretilen polimerik linoleik yağ asidi kullanılmıştır. Sentezlenecek poly(HEMA-LinaOH) kriyojellerinin içeriğindeki hidroksillenmiş yağ asidi oranının değişimine karşılık kriyojelin morfolojik ve ısısal analiz değişimleri incelenmiştir. Sentezlenen kriyojellerin şişme özellikleri su ve farklı çözücülerdeki sıvı tutma kapasitesine göre incelenmiştir. Kriyojellerin yapısal karakterizasyonları için FTIR-ATR, yüzey ve morfolojik analizleri için SEM, elementel analiz EDAX, ısısal analileri için DSC, TGA yöntemleri kullanılarak yapılmıştır.

Anahtar sözcükler: Amfifilik polimerler, Kriyojel, HEMA (2-hidroksi etil metakrilat), LinaOH, Linoleik asit

Abstract:
Cryogels are polymeric gel matrices belonging to the class of hydrogels synthesized under cryopolymerization conditions. Cryogels are generally used in many fields for biomedical purposes thanks to their interconnected supermacroporous spongy flexible structure, high pore density, not requiring toxic substances as a solvent and pore maker when synthesized, and being mechanically durable. Due to the ever-increasing application of amphiphilic block copolymers, it is possible to produce such polymers; It is necessary to investigate and improve its physicochemical properties. Amphiphilic copolymers are copolymers of interest in both polar and non-polar phases consisting of hydrophobic and hydrophilic polymers. The amphiphilic nature of these copolymers, which consist of incompatible blocks, gives them very different properties in selective solvents. They cause microphase separation on the surface as well as in the mass structure. In the presence of selective media, in the solvent or on the surfaces, their arrangement within themselves takes the form of colloidal dispersion due to the fact that the other block will collapse in the solvent medium relative to one block, and thus cause agglomerations in the form of micelles, microemulsions and the formation of absorbed polymer layers.Within the scope of this thesis, the synthesis and characterization of amphiphilic type new generation polymeric systems amphiphilic cryogels are aimed. It is aimed to synthesize a new generation amphiphilic cryogel that contains hydrophilic and hydrophobic structure by meeting the hydroxylated fatty acids in the same polymer mix and polymerizing together, which are known to be highly hydrophilic. The main monomer HEMA (2-hydroxy ethyl methacrylate) was preferred for the synthesis of new amphiphilic cryogel which is structurally not encountered in the literature. HEMA monomer is water soluble, biocompatible, chemically and hydrolytically stable. In addition to HEMA monomer, linoleic fatty acid produced from modified soybean oil by first auto-oxidation and then hydroxylation reaction was used as comonomer. The morphological and thermal analysis changes of the cryogel against the change in the hydroxylated fatty acid ratio in the content of the poly (HEMA-LinaOH) cryogels to be synthesized were examined. The swelling properties of the synthesized cryogels were investigated according to their liquid holding capacity in water and different solvents. FTIR-ATR for structural characterization of cryogels, SEM for surface and morphological analysis, EDAX for elemental analysis, DSC for thermal analysis, TGA methods were used.

Keywords: Amphiphilic polymers, Cryogel, HEMA (2-hydroxy ethyl methacrylate), LinaOH, Linoleic acid