Glisidil metakrilat ve p-fenilendiaminin poliakrilonitril lif yüzeylerine aşılanması ile yüzey özellikleri geliştirilmiş aşı kopolimer liflerin hazırlanması, karakterizasyonu ve bazı özelliklerinin incelenmesi
The preparation, characterization and investigation of some properties graft copolymer fibers with improved surface properties by grafting of glycdyl methacrylate and p-phenylenediamine onto polyacrylonitrile fibers
Yazar: NİHAN SEVEN EROĞLU
Danışman: PROF. DR. MERAL KARAKIŞLA
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu çalışmada tekstil sektöründe önemli bir yeri olan poli(akrilonitril) (PAN) lif yüzeylerine, kovalent bağlanmaya uygun farklı fonksiyonel grupların kazandırılması amacıyla, aşı kopolimerizasyon tekniği ile kimyasal modifikasyon işlemi uygulandı. Bu amaçla liflere, önce epoksi grubuna sahip glisidil metakrilat (GMA) monomerinin aşılanması, ardından bu epoksi gruplarının p-fenilendiamin (p-FDA) molekülü ile etkileştirilmesi ile lif yüzeyine p-FDA'nın kimyasal olarak bağlanması sağlandı. Daha sonra p-FDA monomeri tutturulmuş aşı modifiye PAN lifler (PAN-g-GMA-FDA) üzerinde, p-FDA' nın bir yükseltgen yardımı ile kimyasal polimerizasyon yöntemi ile polimerleştirilmesiyle, lif yüzeyi konjuge poli(p-fenilendiamin) (PFDA) ile kimyasal olarak kaplandı. Modifiye PAN liflerin her bir işlem sonrası kütlelerindeki değişim, aşı modifikasyonda kullanılan başlatıcı ve monomer derişimi, polimerizasyon sıcaklığı, p-FDA derişimi, aşılama verimi gibi deneysel koşullarının değiştirilmesi ile izlendi. Bu şekilde hazırlanan modifiye PAN liflerin, herhangi bir indirgenme ajanı kullanmaksızın AgNO3 sulu çözeltisinde bekletilmeleri sonrasında, yüzeyleri homojen bir şekilde Ag parçacıkları ile dekore edildi. Modifiye liflerin Ag parçacıklar ile dekorasyonu işleminde alternatif olarak, p-FDA monomerinin AgNO3 ile in-situ polimerizasyonu tekniği de kullanıldı. Bu dekorasyon işleminde kullanılan birinci yol da liflerin içerdiği % Ag miktarı üzerine etkileri incelenirken, ikinci yol da ise % PFDA içeriği, AgNO3/ p-FDA mol oranı gibi koşulların etkileri araştırıldı. Modifikasyonlar sonrası PAN lif yapsında gözlenen yapısal, termal ve morfolojik değişimler bilinen ve sıklıkla kullanılan farklı teknikler kullanılarak ayrıntılı olarak incelendi. Son olarak yüzeylerinde Ag parçacıklar biriktirilmiş kompozit liflerin antibakteriyel aktiviteleri, Staphylococcus aureus (gram pozitif) ve Escherichia coli (gram negatif) bakterilerine karşı her bir modifikasyon aşamasında hazırlanan modifiye PAN lifler ile kıyaslamalı olarak agar difüzyon testi ile incelendi.

Abstract:
In this study, to attach different functional groups that are suitable for covalent bonding, the graft copolymerization technique was applied to poly(acrylonitrile) (PAN) fibers, which have a great importance in the synthetic textile industry. For this purpose, the glycidyl methacrylate (GMA) monomer with epoxy group was first grafted to the fibers, followed by the interaction of these epoxy groups with p-phenylenediamine (p-FDA) molecule to chemically bind the p-FDA to the fiber surface. The chemical coating of conjugated- p-FDA to the modified-PAN fiber surface (PAN-g-GMA-FDA) was then achieved by the polymerization of p-FDA monomer with oxidative polymerization method.  On the weight increase of the fibers, the effects of some conditions such as initiator and monomer concentration, polymerization temperature, p-FDA concentration and grafting efficiency (%) were investigated. The modified PAN fibers prepared in this way were then dipped in the AgNO3 aqueous solution without any reducing agent, and their surfaces were homogeneously deposited with Ag particles. Alternatively, the in-situ polymerization technique of p-FDA monomer with AgNO3 was also used in the decoration of the modified fibers with Ag particles. The effects of conditions such as PFDA content (%) and AgNO3/ p-FDA mole ratio were investigated on the Ag contents (%) of the fibers. Structural, thermal and morphological changes observed in PAN fibers were examined with many different techniques in detail. Finally, the antibacterial activity of the composite fibers decorated with Ag particles was examined comparatively with their components, by agar diffusion test against Staphylococcus aureus (gram positive) and Escherichia coli (gram negative).