Emülsiyon polimerizasyonu ile vinilik ve akrilik kompozit latekslerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of vinyl and acrylic composite latexes with emulsion polymerization
Yazar: NURULLAH KARTALOĞLU
Danışman: PROF. DR. ALİ DELİBAŞ
Yozgat Bozok Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Birbirinden farklı özelliklere sahip birçok bileşeni biraraya getiren hibrit sistemler her bir bileşenin kendine özgü performansından faydalanmamızı sağlayarak üstün avantajlar yakalama, tüketicilerin taleplerini karşılayabilme, birçok çevresel sorunların da önüne geçebilme imkanı vermektedir. Bu kapsamda, çam yağı asidi (TOFA), kenevir tohumu yağı ve melas gibi yenilenebilir kaynaklar kullanılarak hibrit (alkid/stiren akrilik) lateksleri ve hibrit (melas akrilik), demir oksit gibi inorganik malzemeler kullanarak hibrit (kil-manyetik akrilik) lateksleri sentezlendi. Çalışma kapsamında hibrit lateksler mini-emülsiyon polimerizasyonu ile su bazlı olarak sentezlenerek pek çok uygulama için faydalı olabileceğini düşündüğümüz daha çevre dostu uygulamalarda kullanımı amaçlandı. Sentezlenen su bazlı hibrit latekslerin yapıları FTIR, 1H-NMR, 13C-NMR ve XRD analizleri ile aydınlatıldı. Su bazlı hibrit latekslerin parçacık yapısı ve dağılımı DLS, AFM, FESEM/STEM ve FESEM/EDAX analizleri ile belirlendi. Termal özellikler MFFT, TGA ve DSC ile belirlendi. Latekslerin hidrofobik özelliği su temas açısı, mukavemetleri ise çekme testi ile belirlendi. Sonuçlar incelendiğinde, TOFA ve kenevir tohumu yağı bazlı alkid reçine içeren su bazlı hibrit (alkid/stiren akrilik) latekslerde, kil ile modifiye edilmiş manyetik nanopartiküller içeren hibrit (kil-manyetik akrilik) latekslerde ve melas içeren hibrit (melas akrilik) latesklerde termal, mekanik vb. birçok özelliğin saf akrilik latekslere göre gelişme gösterdiği görülmüştür. Genel olarak, sentezlenen su bazlı hibrit alkid, manyetik ve melas bazlı akrilik dispersiyonların çevre ve sürdürülebilirlik açısından katkı sağlayacağını öngörmekteyiz.

Abstract:
Hybrid systems, which bring together many components with different properties, enable us to benefit from the unique performance of each component, allowing us to capture superior advantages, meet the demands of consumers, and prevent many environmental problems. In this context, hybrid (alkyd/styrene acrylic) latexes were synthesized using renewable resources such as pine fatty acid (TOFA), hemp seed oil, and molasses, and hybrid (clay-magnetic acrylic) latexes were synthesized using inorganic materials such as hybrid (molasses acrylic) and iron oxide. Within the scope of the study, hybrid latexes were synthesized on a waterborne basis by mini-emulsion polymerization and aimed to be used in more environmentally friendly applications, which we think may be beneficial for many applications. The structures of the synthesized waterborne hybrid latexes were elucidated with FTIR, 1H-NMR, 13C-NMR, and XRD analyses. Particle structure and distribution of waterborne hybrid latexes were determined by DLS, AFM, FESEM/STEM, and FESEM/EDAX analyses. Thermal properties were determined by MFFT, TGA, and DSC. The hydrophobic properties of the latex were determined by the water contact angle, and their strength was determined by the tensile test. When the results are examined, thermal, mechanical, etc. effects were found in waterborne hybrid (alkyd/styrene acrylic) latex containing TOFA and hemp seed oil-added alkyd resin, hybrid (clay-magnetic acrylic) latex containing clay-modified magnetic nanoparticles, and hybrid (molasses acrylic) latex containing molasses. It has been observed that many properties show improvement over pure acrylic latexes. In general, we predict that the synthesized waterborne hybrid alkyd, magnetic, and molasses-based acrylic dispersions will contribute to the environment and sustainability.