Kendi kendini onarma mekanizmasını destekleyecek disülfit bazlı tiyokzanton türevi fotobaşlatıcının sentezi ve karakterizasyonu
The synthesis and characterization of disulfide based thioxanthone derived photoinitiator to support self repairing mechanism
Yazar: DAMLA KİMENÇE
Danışman: PROF. DR. NERGİS ARSU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Son yıllarda, yaşadığımız çevrenin sürekli olarak kirletilmesi sonucu ekolojik denge bozulmuş, çok fazla değişime uğramıştır. Daha iyi bir çevrede yaşayabilmek ve gelecek nesillere iyi bir dünya bırakabilmek adına doğa dostu yeni teknolojilerin üretilmesi önem kazanmaktadır. Bu doğrultuda fotobaşlatılmış polimerizasyon teknikleri; düşük enerji gereksinimi, az maliyetli olması, yüksek verimlerle elde edilebilmesi ve çevre dostu olmaları nedeniyle oldukça popüler bir konu haline gelmiştir.
Fotopolimerizasyondaki en önemli anahtar bileşen fotobaşlatıcıdır. Fotobaşlatıcılar, uygun dalga boyundaki ışığı absorbe ederek, polimerizasyonu başlatan radikal türleri oluştururlar. Kullanılan fotobaşlatıcı, sadece fotopolimerizasyon reaksiyonunu etkilemekle kalmayıp aynı zamanda oluşturulan ürünün nihai özelliklerini de etkiler.
Tiyokzanton (TX), boya, mürekkep, çeşitli kaplamaların kürleştirilmesi alanlarında yüksek etkinliği ile en çok kullanılan ve en iyi bilinen fotobaşlatıcılardandır. Basit bir şekilde sentezlenebilir ve çok iyi ışık absorplama özelliklerine sahiptir. Bu avantajlara sahip olması nedeniyle fotopolimerizasyon reaksiyonlarının vazgeçilmezi haline gelmiştir.
Sülfür merkezli radikallerin (RS*) radikalik polimerizasyon reaksiyonlarında etkili fotobaşlatıcılar olduğu bilinmektedir. Bu radikaller oksijene duyarlılıklarının düşük olması ve ikili bağlara karşı yüksek reaktiviteleri nedeniyle ilgi çekmektedir. Dialkil ve diarildisülfitlerin transfer ajanı olarak kullanıldığı da bilinmektedir. Sülfit son gruplarının C-S bağı foto ya da radikal indüklenmiş homolize dayanıksızdır.
Bu çalışma kapsamında literatürde ilk defa yer alacak tek bileşenli II. Tip fotobaşlatıcı grubunda olan 3,3'-disülfandiyilbis(9-okzo-9H-tiyokzanten-2-karboksilik asit) [-S-TX-COOH]2 maddesi daha önceden kullanılan bir yöntem kullanılarak sentezlenmiştir. Bu yeni bileşiğin karakterizasyonu, bilinen spektrofotometrik ve kromatografik yöntemler ile gerçekleştirilmiştir. [-S-TX-COOH]2 'nin foto-başlatma etkinliği ve mekanizmaları ile bu bileşiğe ilişkin fotofiziksel özellikler incelenmiştir. [-S-TX-COOH]2 'nin aminli, azotlu ve hava ortamındaki polimerizasyon etkinliği araştırılmıştır. [-S-TX-COOH]2 fotobaşlatıcısının, fotopolimerizasyonda etkili bir fotobaşlatıcı karakteri gösterdiği, oksijenin olumsuz etkisini gidermede ve polimerizasyonu başlatmada etkin rol oynadığı bulunmuştur.
Anahtar kelimeler: Fotobaşlatıcı, fotopolimerizasyon, tiyokzanton disülfit, kendi kendini onarma

Abstract:
In recent years, as a result of the continuo us pollution ecological balance has been changed and damaged. Thats why it is important to produce new technologies that are environment friendly to be able to live in a beter environment and leave a good world for future generations. In this direction, photoinitiated polymerization techniques because of its advantages like low energy requirement, low costs, high productivity and environment friendly; became a very popular topic.
The most important key component in photopolymerization is the photoinitiator. Photoinitiators form radical species that initiate polymerization by absorbing the suitable wavelength rays. The photoinitiator not only affects the photopolymerization reaction, but also it affects the final properties of the formed product.
Thioxanton (TX), high efficiency in the curing of dyes, inks and various coatings is one of the most widely used and best known photoinitiators. They can be synthesized in a simple way and they absorbe the light very good. Because of these advantages, photopolymerization reactions have be come indispensable.
Sulfurbasedradicals (RS *) are known as very effective photoinitiators in radical polymerization reactions. These radicals are interested because of their low sensitivity to oxygen and high reactivity to double bonds. Dialkyl and diaryl disulfides are also used as transfer agent. C-S bond of sulfide end groups are weak to photo or radical induced homolysis.
With in the scope of this study, single component 3,3'-disulfanediylbis (9-oxo-9H-thioxanthene-2-carboxylic acid) [-S-TX-COOH]2 in the group of Type II photoinitiator which will be placed the first time in the chemical literature is synthesized by using a familiar method. Characterization of this new compound is realized with spectrophotometric and chromatographic methods. Photoinitiation efficiency and mechanisms of [-S-TX-COOH]2 and photophysical properties of this compound were investigated. The polymerization efficiency of [-S-TX-COOH]2 in amine, nitrogen and air environment was investigated. [-S-TX-COOH]2 photoinitiators hows that it is an effective photoinitiator in photopolymerization. It was determined that it plays an effective role in initiating polymerization and removing the negative effect of oxygen.
Keywords: Photoinitiator, photopolymerization, thioxanthon disulfite, self repair