Polisülfit–en polimerizasyonu yöntemiyle sentezlenen kükürt açısından zengin poliamid ve poliimidler
Sulphur-rich polyamides and polyimidies synthesized via polysulfide –ene poylmerization
Yazar: ŞEVVAL GÖKÇE AKDENİZ
Danışman: PROF. DR. HAMİT ERDEMİ ; DOÇ. DR. MEHMET ARSLAN
Yalova Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Polimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Polimer Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Polimerik malzemelerin üretimi ve mühendisliği için daha sürdürülebilir çözümler geliştirmenin giderek artan önemi göz önüne alındığında, petrol türevi kimyasallara alternatif yapı taşları giderek artan bir ilgi kazanmaktadır. Doğal bolluğuna ek olarak, elementel sülfür endüstriyel olarak büyük miktarlarda üretilir ve öncelikle petrol rafinerileri ve gaz arıtma tesislerinden yan ürün olarak elde edilir. Bu nedenle, elementel sülfürün yapısal olarak çeşitli polimerlerin üretimi için sürdürülebilir bir kaynak olduğu düşünülmektedir. Bu çalışmada elementel sülfür türevi polisülfit tuzlarından sülfür açısından zengin polimerler elde etmek için etkili bir metodolojiden bahsedilmektedir. Bisakrilamid ve bismaleimid bazlı monomerlerin iki işlevli disodyum pentasülfür (Na2S5) ile polisülfit-en adımlı büyüme polimerizasyonu ile, polimer omurgaları üzerinde polisülfit zincirleri içeren yapısal olarak çeşitli poliamid ve poliimid kopolimerler üretilmiştir. Kopolimerler 31,8 kDa moleküler ağırlığa (Mn) kadar olan ve %94 monomer dönüşümleri ile ortam sıcaklığı koşullarında ve herhangi bir metal veya organo-katalizöre ihtiyaç duymadan verimli bir şekilde elde edilmiştir. Çeşitli iki işlevli -en monomerleri seçilerek yapısal olarak çeşitli ve uyarlanabilir doğrusal kopolimerler elde edilmiştir. Metodoloji aynı zamanda çok işlevli bir tiyolat bazlı çapraz bağlayıcı kullanılarak sülfür açısından zengin çapraz bağlı polimerlerin sentezine genişletilmiş olup potansiyel bir uygulama olarak, toksik civa iyonlarını sudan uzaklaştırmak için adsorban olarak sentezlenmiş çapraz bağlı polimerler kullanılmıştır.

Abstract:
Given the ever-increasing importance of developing more sustainable solutions for the fabrication and engineering of polymeric materials, alternative building blocks to the petroleum-derived chemicals are gaining growing interest. In addition to its natural abundance, elemental sulfur is produced industrially  in vast quantities which is primarily obtained as a side product from oil refineries and gas purification plants. Thus, elemental sulfur has been prospected as a sustainable resource for the fabrication of structurally diverse polymers. In this study an efficient methodology to obtain sulfur-rich polymers from elemental sulfur-derived polysulfide salts is reported. Polysulfide-ene step growth polymerization of bisacrylamide and bismaleimide-based monomers with bifunctional disodium pentasulfide (Na2S5) generated structurally diverse polyamide and polyimide copolymers incorporating polysulfide chains on the polymer backbones. Copolymers up to 31.8 kDa molecular weight (Mn) and 94% monomer conversions were efficiently obtained under ambient temperature conditions and without the need of any metal or organo-catalyst. By choosing various bifunctional ene monomers, structurally diverse and tailorable linear copolymers were obtained. The methodology was also extended to the fabrication of sulfur-rich crosslinked polymers by employing a multifunctional thiolate-based crosslinker. As a potential application, fabricated crosslinked polymers were employed as adsorbents to remove toxic mercury ions from water.