Akrilik polimerlerin ıslanabilirliğinin bazı hidrofilik komonomerler kullanarak artırılması
Increasing wettability of acrylic polymers using some hydrophilic comonomers
Yazar: YASEMİN DAMLIOĞLU
Danışman: PROF. DR. CEMİL ALKAN
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Poliakrilonitril = Polyacrylonitrile

Özet:
Poliakrilonitril (PAN) lifleri ucuzluk, doğal yün karakteri, yüksek kimyasal direnç, polar maddeler ile uyumluluk ve düşük gaz geçirgenliği gibi özelliklerinden dolayı tekstil endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak PAN polimerlerin kırılganlık, eriyik işlenebilirliğin zor olması, düşük oranda nem çekme, lif omurgasındaki makromoleküller arasındaki etkin çekim kuvvetleri ve lifler arasındaki zayıf elektrostatik etkileşimler nedeniyle düşük ıslanabilirlik, ıslanabilirlikle gelişen zayıf boya tutma kabiliyeti ve uzun süreli ışığa maruz kalması durumunda renk değiştirme gibi zayıflıkları nedeniyle geliştirilmesi gerekmektedir. Günümüzde akrilik lifler istenen özellikler için genellikle %5-15 oranında komonomer içerikle üretilmektedir. Bu çalışmada akrilonitril ile hidrofilik özelliğe sahip olan itakonik asit, poli(etilen glikol) metileter akrilat ve poli(etilen glikol) metileter metakrilat monomerler belirli oranlarda birlikte kopolimerleştirilmiştir. Üretilen kopolimerlerin yapısal karakterizasyonu, molekül ağırlığı ve dağılımı, parçacık büyüklüğü, termal dayanımı, temas açıları, yüzey serbest enerjileri ve mekanik özellikleri PAN polimeri ile karşılaştırarak incelenmiştir. Islanabilirliğin sentezlenen polimerlerde hidrofilik komonomer bileşimine bağlı olarak arttığı tespit edilmiştir. Dönel buharlaştırıcı sistem de üretilen polimerik filmler üzerinde çentme yöntemiyle yapılan testlerde mekanik özelliklerde önemli bir değişime rastlanılmamıştır. Isıl gravimetrik analiz yöntemiyle üretilen polimerlerin oldukça yüksek sıcaklıklara kadar kararlı oldukları belirlenmiştir. Sonuç olarak PAN polimerlerinin belirli oranlarda kullanılan komonomerler ile daha fazla ıslanabilirlik özelliğine sahip olarak üretilebileceği gösterilmiştir.

Abstract:
Polyacrylonitrile (PAN) fibers are widely used in textile industry due to their properties like low cost, natural wool character, high chemical resistivity, compatibility with polar materials, and low gas resistence. However, PAN polymers need to be improved for brittleness, difficulty in melt processability, low moisture absorbance, low wettability caused by weak electrostatic interactions between fibers and effective attraction forces between macromolecules in the fiber backbone, low paint acceptance induced by wettability, and low color performance when subjected to light for long time periods. Acrylic fibers are generally produced with 5-15% acrylic comonomer contents nowadays for desired properties. In this study, some monomers with hydrophilic property like itaconic acid, poly(ethylene glycol) methyl ether acrylate and poly(ethylene glycol) mehhyl ether methacrylate were copolymerised together with acrylonitrile at some definite ratios. Structural characterization of produced copolymers like molecular weight and its distribution, particle size, thermal stability, contacts angles, surface free energy, and mechanical properties were investigated as compared with PAN polymer. Corresponding to the increase in the comonomer amounts in the synthesized polymers, wettability was increased. Mechanical properties measured by indentation method on polymeric films produced by using spin coating system were found not changing drastically. It was determined by thermal gravimetric analysis method that produced polymers were stable up to considerably high temperatures. As a result it was shown that PAN polymers could be produced with increased wettability by means of the used comonomers insertion at definite amounts.