Poliβ-alanin aşılı fırça tipi polimetil metakrilat sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of the brush type polymethyl methacrylate grafted polyβ-alanine
Yazar: GİZEM NUR ÇOLAKOĞLU
Danışman: PROF. DR. TEMEL ÖZTÜRK ; DOÇ. DR. EFKAN ÇATIKER
Giresun Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Kopolimerler = Copolymers ; Polimetilmetakrilat = Polymethyl methacrylate

Özet:
Poli(metil metakrilat-g-β-alanin) fırça tipi graft kopolimerlerin sentezi, vinil grubu ihtiva eden naylon 3 (poliβ-alanin) makromonomeri ve metil metakrilat (MMA) vinil monomeri kullanılarak serbest radikal polimerizasyonu (SRP) yöntemi ile gerçekleştirildi. Kopolimerizasyonda başlatıcı olarak 2,2′-azobis(2-methylpropionitrile) ve çözücü olarak da formik asit kullanıldı. Fırça tipi graft kopolimerlerin sentezi 70 oC sıcaklıkta 50 dakika sürelerde yapıldı. Bunun için vinil grubu ihtiva eden poliβ-alanin makromonomeri hidrojen transfer polimerizasyonu (HTP) yöntemi ile sentezlendi. Poliβ-alanin, akrilamitin vinil monomer olarak kullanıldığı baz katalizli hidrojen transfer polimerizasyonu yöntemi ile elde edilmiştir. Neme ve oksijene duyarlı olan polimerizasyon susuz o-diklorobenzen içerisinde inört atmosferde yaklaşık 100 oC de 24 saat yürütülmüştür. Başlatıcı olarak tNaBuO [M]/[I]=30 oranında kullanılmıştır ve radikal polimerizasyonu önlemek için N-fenil-beta-naftilamin serbest radikal polimerizasyon inhibitörü olarak % 0,1 oranında kullanıldı. Polimerizasyon sonrasında ortama asetik asit elenerek ortam nötralleştirildi. Böylece aktif anyonik zincir uçları protonlanarak polimerizasyon sonlandırıldı. Gooch krozesi ile vakum pompası yardımıyla süzülerek ayrılan polimerler soğuk metanol ile yıkandı ve inhibitör, baz ve çözücü kalıntıları uzaklaştırıldı. Islak polimer örnekleri vakum etüvünde 49 oC de 7 saat bekletilerek mevcut çözücü ve nem kalıntıları tamamen uzaklaştırıldı. Ürünlerin spektroskopik özellikleri 1H-NMR ve FT-IR teknikleriyle, termik özellikleri TGA ve DSC teknikleriyle belirlendi. Sentezlenen polimerlerin ağırlıkça ortalama molekül ağırlıkları Dinamik Işık Saçılımı yöntemiyle tespit edildi. Morfolojik özellikleri ise SEM analizi ile incelendi.

Anahtar kelimeler: Naylon 3 (poliβ-alanin), metil metakrilat (MMA), fırça tipi graft kopolimer, serbest radikal polimerizasyonu (SRP), hidrojen transfer polimerizasyonu (HTP)

Abstract:
Synthesis of poly(methyl methacrylate-g-β-alanine) brush type copolymers was carried out by means of free radical polymerization (FRP) of nylon 3 (polyβ-alanine) macro monomer including vinyl group and methyl methacrylate (MMA) vinyl monomer. 2,2′-azobis(2-methylpropionitrile) as initiator and formic acid as a solvent was used at the copolymerization. Synthesis of the brush type copolymer was fulfilled at 70 oC temperature for 50 minutes. For this purpose, polyβ-alanine macro monomer including vinyl group was synthesized by hydrogen transfer polymerization (HTP). Polyβ-alanine was obtained base catalyzed HTP method of acrylamide vinyl monomer. The polymerization that was sensitive to moisture and oxygen was performed in anhydrous o-dichlorobenzene at about 100 oC for 24 hours under inert media. tNaBuO was used as an initiator ([M]/[I]=30). N-phenyl-beta-naphthylamine as free radical polymerization inhibitor was added by 0.1 % to reaction medium to prevent possible free radical polymerization. After the polymerization, acetic acid was added into the reaction medium and the medium was neutralized. Thus, the polymerization was terminated by protonating the active anionic chain-ends. The polymers which were separated by filtration using vacuum pump with Gooch crucible were washed with cold methanol. Traces of inhibitor, base and solvent were removed from the polymers. The polymer samples were kept in a vacuum oven at 49 oC for 7 hours. Then solvent and moisture residues were completely removed. The spectroscopic properties of the products were determined by 1H-NMR and FT-IR techniques, and thermal properties of them were determined by TGA and DSC techniques. The weight molecular weights of synthesized polymers were defined by Dynamic Light Scattering method. The morphological properties of the products were examined by SEM analysis.

Keywords: Nylon 3 (polyβ-alanine), methyl methacrylate (MMA), brush type graft copolymer, free radical polymerization (FRP), hydrogen transfer polymerization (HTP)