Farklı fonksiyonel gruplara sahip monomerler ile akrilik emülsiyonların sentezi ve boya uygulamaları
Synthesis of acrylic emulsions with monomers having different functional group and their paint applications
Yazar: GÖKHAN AKBULUT
Danışman: PROF. DR. HAYAL BÜLBÜL SÖNMEZ
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Dekoratif boya sektörü = Decorative paint sector ; Emülsiyon polimerleşmesi = Emulsion polimerization ; Monomerler = Monomers

Özet:
Bu çalışmada, stiren-bütil akrilat emülsiyon polimerleri üç farklı fonksiyonel monomer (metakrilamidoetil etilen üre (MAEEU), dimetilaminoetil metakrilat (DMAEMA) ve glisidil metakrilat (GMA)) ile tekil veya birlikte kullanımları ile fonksiyonlandırılmıştır. Fonksiyonel monomer kullanılmayan referans akrilik emülsiyon polimerinin sentezini takiben, her denemede toplam temel monomer (stiren ve bütil akrilat) miktarına göre fonksiyonel monomerler 4 farklı oranda tekil olarak kullanılmıştır. Tekil kullanımlarda ideal oranlar belirlendikten sonra, fonksiyonel monomerler ikili ve üçlü olacak şekilde birlikte kullanılarak sentez çalışmalarına devam edilmiştir. Çalışmalarda, emülsiyon polimerlerinin sentezlenmesi esnasında fonksiyonel monomerler haricinde kullanılan temel monomerler, emülgatörler ve başlatıcı gibi hammaddelerin cins ve miktarları sabit tutulmuştur. Sentezlenen tüm akrilik emülsiyon polimerlerinin % katı madde miktarı, % koagülant miktarı, pH, viskozite ve depolama kararlılıklarının yanında, yapısal özellikler Lazer Saçılım Tanecik Boyut Analizi, Fourier Transform Infrared Spektroskopisi (FTIR), Difrensiyel Taramalı Kalorimetre (DSC), Minimum Film Oluşturma Sıcaklığı (MFFT), Termogravimetrik Analiz (TGA) ve Transmisyon Elektron Mikroskobu (TEM) teknikleri ile incelenmiştir.
Tez çalışmalarının ikinci bölümünde, BASF'e ait ticari stiren akrilik emülsiyon polimeri olan Acronal 290D ve istenilen özelliklerde elde edilen 18 akrilik emülsiyon polimerleri ile su bazlı dekoratif boyalar hazırlanmış ve boya uygulamalarındaki özellikleri test edilmiştir. Tüm boyalara % katı madde miktarı, pH, viskozite, depolama kararlılıkları, ovalama direnci, beyazlık, örtücülük, parlaklık, sertlik, temas açısı, kabarcık (blister), farklı yüzeylere yapışma, renk verimi ve reoloji testleri uygulanmıştır. 
Sonuç olarak, fonksiyonel monomerlerin tekil veya birlikte kullanımlarının boyada ovalama, su direnci, yapışma, hidrofobikliği ve renk verimliliğini kontrol etme gibi performans iyileştirmelerine katkıda bulunduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, styrene-butyl acrylate emulsion polymers were functionalized with functional monomers (methacrylamidoethyl ethylene urea (MAEEU), dimethylaminoethyl methacrylate (DMAEMA) and glycidyl methacrylate (GMA)) alone or combined with different amounts. Each functional monomer was used individually in 4 different ratios according to the total amount of main monomers. After determining the ideal ratio of the one functional monomer, the synthesis of the acrylic emulsion polymers were continued by using at least two functional monomers in a formulation. The amount of raw materials such as main monomers and initiators used during the synthesis of emulsion polymers, except the functional monomers, were kept constant. % solid content, % coagulant amount, pH, viscosity, storage stability and structural analyzes were completed with Laser Scatter Particle Size Analysis, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Differential Scanning Calorimeter (DSC), Minimum Film Forming Temperature (MFFT), Thermogravimetric Analysis (TGA) and Transmission Electron Microscope (TEM).
In the second part of the thesis, water-based decorative paints were prepared with Acronal 290D and synthesized emulsion polymers and their properties in paint were tested. % solid content, pH, viscosity, storage stability, scrub resistance, whiteness, hiding power, gloss, hardness, contact angle, blister, adhesion to different surfaces, color efficiency and rheology tests were applied to all paints.
As a result, it has been determined that the singular or combined use of functional monomers improves the performance of the paints in areas such as  scrubbing, water resistance, adhesion, hydrophobicity and color efficiency control.