1,4 – ditiyoeritritol varlığında akrilamidin oksidatifpolimerizasyonu
Oxidati̇ve polymerization of acrylamide in presence of1,4-dithioerythritol
Yazar: ECE TÜRKERİ
Danışman: PROF. DR. CEMAL ÖZEROĞLU
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fiziksel Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Ce (IV) ve KMnO4 'ın her biri alkol, aldehit, amino asitler ve karboksilli asitler gibi indirgen maddeler ile birlikte etkili bir redoks sistemi oluşturur.
Bu çalışmada, farklı sıcaklıklarda sulu asidik ortamda, Ce(SO4)2-1,4-ditiyoeritritol redoks başlatıcı sistemi ve KMnO4-1,4-ditiyoeritritol redoks başlatıcılı sistemi kullanılarak akrilamidin serbest radikal polimerizasyonu gerçekleştirildi. Suda çözünebilen 1,4-ditiyoeritritol uç gruplu akrilamid polimerleri sentezlendi. Ce(SO4)2-1,4-ditiyoeritritol redoks başlatıcılı sistem için monomer/başlatıcı mol oranının (nAAm/nCe(IV)), sıcaklığın ve zamanın polimerizasyon verimine ve polimerin molekül ağırlığına etkisi incelendi. 1,4-ditiyoeritritol-KMnO4 redoks başlatıcılı sistem için, monomer/başlatıcı mol oranınındaki (nAAm/nKMnO4)) değişimin etkisi incelendi. Başlatıcı konsantrasyonundaki azalmanın polimerizasyon veriminde azalmaya neden olduğu ancak molekül ağırlığında artmaya neden olduğu tespit edildi. Ayrıca, reaksiyon sıcaklığının yükseltilmesinin molekül ağırlığında artışa neden olduğu bunun yanında polimerizasyon veriminde azalmaya neden olduğu tespit edildi. Polimerizasyon süresinin arttırılmasında verimde artış gözlenmiş ancak molekül
ağırlığında değişiklik saptanmamıştır.
1,4-ditiyoeritritol-Ce(SO4)2 redoks başlatıcılı sistemlerde farklı monomer /başlatıcı mol oranınındaki(nAAm/nCe(IV)) değişiminekarşılık gelen akrilamid polimer çözeltilerinin Foton Korelasyon Spektroskopisi il partikül boyut dağılımı ve floresans ölçümleri incelendi. Akrilamid (AAm), 1,4-ditiyoeritritol (DTE) ve Ce(IV)- DTE redoks sistemi ile sentezlenen akrilamid polimerlerinin (PAAm) yapı analizi FT-IR spektroskopisi ölçümleri ile yapıldı. KMnO4-DTE redoks sistemi kullanılarak sentezlenen ve farklı miktarlarda başlatıcı içeren akrilamid polimerlerinin absorbladığı mangan miktarını tayin etmek amacıyla Atomik Absorbsiyon Spektrometresi ile incelendi. Ce(IV) – DTE redoks sistemi ile suda şişebilen ancak suda çözünmeyen akrilamid-N,N'-metilen bis(akrilamid) hidrojelleri sentezlendi. Monomer/çapraz bağlayıcı mol oranınındaki değişim ve başlatıcı konsantrasyonundaki değişimin etkisi incelendi. Çapraz bağlayıcı oranı azaltıldığında dengedeki şişme değerinin yükseldiği tespit edildi.

Abstract:
Each of Ce (IV) and KMnO4 creates an efficient redox system in conjunction
with reductive substances such as alcohol, aldehyde, amino acids and carboxylic
acids.
In this study, free-radical polymerization of acrylamide was performed by using both of 1,4 - dithioerythritol-KMnO4 redox initiator system and 1,4-dithioerythritolCe(SO4)2 redox initiator system in acidic medium at different temperatures. 1,4- dithioerythritol terminated acrylamide polymers, which are water soluble were synthesized. Influences of monomer/initiator molar ratio (nAAm/nCe(IV)), temperature and time on both of polimerization yield and polymer molecular weight was investigated for 1,4-dithioerythritol-Ce(SO4)2 redox initiator system. For 1,4- dithioerythritol-KMnO4 redox initiator system, influence of change in monomer/initiator molar ratio (nAAm/nKMnO4) was investigated.
It is determinated that decrease in initiator concentration caused decrease in polymerization yield but increase in polymer molecular weight. Besides, it is determinated that increase in reaction temperature caused increase in polymer molecular weight but decrease in polymerization yield. Increasing polymerization time lead to increase in yield but no change in polymer molecular weight.
In 1,4-dithioerythritol- Ce(SO4)2 redox initiator system, both of particle size distribution via Photon Correlation Spectroscopy and floredance measurements of acrylamide polymer solutions in responce to change in monomer/initiator molar ratios (nAAm/nCe(IV)) was investigated. Structure analysis of acrylamide polymers (PAAm), 1,4-dithioerythritol(DTE) and Ce(IV)-DTE redox systems was performed via FT-IR spectroscopic measurements. Amount of mangan, which is absorbed by acrylamide polymers synthesized in different initiator concentrations by KMnO4-DTE redox system was determinated by Atomic Absorption Spectroscopy.
Water-swellable but non-water-soluble N,N'-methylene bis(acrylamide)- acrylamide hydrogels were synthesized by using Ce(IV)–DTE redox system. The influences of change in monomer/crosslinker molar ratio and change in initiator concentration were investigated. The equilibrium swelling ratio increased when the crosslinker ratio was decreased.