SINAV SÜRESİ 80 DAKİKADIR. BAŞARILAR. Terim Açıklama Örnek

Transkript

1 PLİMER KİMYASI ARA SINAVI SRU N PUAN Yalnızca 4 soruyu yanıtlayınız. Yanıtlamadığınız sorunun PUAN kısmına çarpı koyunuz. Aksi taktirde 5. Soru değerlendirme dışı kalacaktır. N : AD SYAD : İMZA SINAV SÜRESİ 80 DAKİKADIR. BAŞARILAR 01. Aşağıdaki boşlukları doldurunuz. Terim Açıklama Örnek Termoset Termoplastik Random Kopolimer Naylon Ağ Polimer 02. Kloroform çözücüsünde poli(metil metakrilat) çözülerek kloroform poli(metil metakrilat) çözeltileri hazırlanmıştır. Çözeltilerin vizkoziteleri 25 o de swald vizkozimetresi ile ölçülmüş, bu çözeltilerin konsantrasyonları ve akma süreleri tablo gösterilmiştir. Bu sistem için MarkHouwink parametreleri K ve a sırası ile ml g 1 ve 0.79 olduğuna göre poli(metil metakrilat) için Mv değerini ve polimerizasyon derecesi DPn değerini hesaplayınız. /g PMMA cm 3 kloroform t / s g. metil metakrilat ve g. potasyum persülfat kullanılarak gerçekleştirilen polimerizasyon ile elde edilen polimerin sayı ortalaması ve ağırlık ortalaması molekül ağırlıkları sırası ile 180 ve 350 kg mol 1 olarak bulunmuştur. Polimerizasyonun %100 verilmle gerçekleştiğini düşünerek, bu polimer için.a. polimerizasyon reaksiyonu için olası başlama, ilerleme, sonlanma tepkimelerine örnek veriniz. b. PDI değerini,.c. Polimerizasyon derecesi nedir? d. %100 birleşme ile sonlanma olduğunu düşünerek başlatıcının etkinlik faktörünü e. %100 orantısız sonlanma olduğunu düşünerek başlatıcının etkinlik faktörünü hesaplayınız. Not :Başlatıcının mol tartısı g mol 1 dir.

2 04. Aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Herbirini kısaca açıklayınız. Kütle Polimerizasyonu Çözelti Polimerizasyonu Çökelti Polimerizasyonu Gereken Kimyasallar Isı Transfer Problemi Birbirine Göre Reaksiyon Hızları Elde Edilen Ürünün Saflığı, Avantaj ve Dezavantajları 05. Katyonik polimerizasyon ile ilgili olarak a. Katalizör tipleri b. Reaksiyon mekanizması c. Reaksiyon hızını etkileyen parametreler Hakkında bilgi veriniz.

3 ÇÖZÜM 1: 01. Aşağıdaki boşlukları doldurunuz. Terim Açıklama Örnek Termoset Termoplastik Random Kopolimer Naylon Isı ile şekli değiştirilmeyen, aksine degrade olan polimerdir. Bu tür makromoleküllerde yüksek moleküller arası etkileşmeler veya yoğun çapraz bağlar bulunur. Isı ile şeklini değiştirilebilen polimerdir. Bu tür makromoleküllerde moleküler arası etkileşmeler düşük ve lineer polimerlerdir. Reaksiyon ortamındaki iki veya daha fazla monomer aynı zincire rastlantısal olarak katılarak polimer molekülü oluşturabiliyorsa bu tür polimerlere random kopolimer adı verilir. Alifatik veya yarıaromatik poliamid polimerdir. Fenolformaldehit reçineleri, bakalit, teflon, selüloz v.b. Polietilen, polistiren v.b. AABAABBBABABABAABBA Stiren bütadienin birlikte polimerizasyonu ile elde edilen kauçuk H[NH(H 2) 6NH(H 2) 4]l Naylon 6.6 Ağ Polimer Ana omurgaları çapraz bağ/bağlarla bağlanmış polimerlerdir. 5:polipropilen, 6:polistiren geri dönüşüm sembolleri Mikrodalga kapları,tek kullanımlık kaplar, bardaklar

4 ÇÖZÜM 2: 02. Kloroform çözücüsünde poli(metil metakrilat) çözülerek kloroform poli(metil metakrilat) çözeltileri hazırlanmıştır. Çözeltilerin vizkoziteleri 25 o de swald vizkozimetresi ile ölçülmüş, bu çözeltilerin konsantrasyonları ve akma süreleri tablo gösterilmiştir. Bu sistem için MarkHouwink parametreleri K ve a sırası ile ml g 1 ve 0.79 olduğuna göre poli(metil metakrilat) için Mv değerini ve polimerizasyon derecesi DPn değerini hesaplayınız. /g PMMA cm 3 kloroform t / s

5 ÇÖZÜM 3:

6 g. metil metakrilat ve g. potasyum persülfat kullanılarak gerçekleştirilen polimerizasyon ile elde edilen polimerin sayı ortalaması ve ağırlık ortalaması molekül ağırlıkları sırası ile 180 ve 350 kg mol 1 olarak bulunmuştur. Polimerizasyonun %100 verimle gerçekleştiğini düşünerek, bu polimer için.a. polimerizasyon reaksiyonu için olası başlama, ilerleme, sonlanma tepkimelerine örnek veriniz. b. PDI değerini,.c. Polimerizasyon derecesi nedir? d. %100 birleşme ile sonlanma olduğunu düşünerek başlatıcının etkinlik faktörünü e. %100 orantısız sonlanma olduğunu düşünerek başlatıcının etkinlik faktörünü hesaplayınız. Not :Başlatıcının mol tartısı g mol 1 dir. a. Başlama Tepkimeleri = k d S 2 8 2S 4 S 4 +H 2 H 3 k i 3 S H 2 H 3 H 3 İlerleme Tepkimeleri H 3 3 S MM 3 S H 2 H 3 H 3 +H 2 H 3 k p 3 S H 2 H 2 H 3 H 3 H 3 H 3 H 3 k p 3 S MM + M 3 S MMM 3 S MMM k p + nm 3 S (M) n+2 M Sonlanma Tepkimeleri b. PDI değeri PDI = M w M n 350 kg mol 1 PDI = = kg mol 1 c. Polimerizasyon Derecesi k tc k td k t Ölü polimer zinciri Sayı ortalaması molekül ağırlığına göre Polimerin sayı ortalaması molekül ağırlığı 180 kg mol 1 ve PMMA ın tekrarlanan birimi

7 olduğundan polimerizasyon derecesi DP n = M n M o DP n = 180 kg kg mol 1 = 1800 d. %100 birleşme ile sonlanma olduğunu düşünerek başlatıcının etkinlik faktörü Birleşme ile sonlanmanın olduğu polimerizasyon reaksiyonlarda kinetik zincir uzunluğu polimerizasyon derecesinin yarısı kadardır (DP n = 2υ). DP n = 1800 olduğundan υ = 900 olarak hesaplanabilir. Kinetik zincir uzunluğu monomer başına düşen aktif merkezlerin sayısı olduğundan; m MMA = g m K2 S 2 8 = g Polimere dönüşen monomer mol sayısı 1 mol MMA n MMA = ( g MMA) ( ) = mol MMA 100 g MMA υ = n MMA n S mol MMA n S4 (denel) = = mol S teorik olarak oluşması gereken sülfat iyon radikallerinin sayısı 1 mol K 2 S 2 8 n S4 (teorik) = ( g K 2 S 2 8 ) ( g K 2 S 2 ) ( 2 mol S mol K 2 S 2 ) = mol S 4 8 Başlatıcının etkinlik faktörü; f = n S 4 (denel) n S4 (teorik) f = mol S mol S 4 = e. %100 orantısız sonlanma olduğunu düşünerek başlatıcının etkinlik faktörü rantısız sonlanmanın olduğu polimerizasyon reaksiyonlarda kinetik zincir uzunluğu polimerizasyon derecesine eşittir (DP n = υ). DP n = 1800 olduğundan υ = 1800 olarak hesaplanabilir. Kinetik zincir uzunluğu monomer başına düşen aktif merkezlerin sayısı olduğundan; υ = n MMA n S mol MMA n S4 (denel) = = mol S Başlatıcının etkinlik faktörü; f = n S 4 (denel) n S4 (teorik) f = mol S mol S 4 =

8 ÇÖZÜM 4: 04. Aşağıdaki tabloyu doldurunuz. Herbirini kısaca açıklayınız. Gereken Kimyasallar Isı Transfer Problemi Birbirine Göre Reaksiyon Hızları Elde Edilen Ürünün Saflığı, Avantaj ve Dezavantajları Kütle Polimerizasyonu Çözelti Polimerizasyonu Çökelti Polimerizasyonu Kütle polimerizasyon Monomer, başlatıcı (ısı, sisteminin aynısı ek olarak radyasyon, kimyasal başlatıcı), Kütle polimerizasyon zincir transfer sabiti küçük Ek olarak sisteminin aynısı ancak oluşan monomer ve polimeri Mol tartısı denetlemek için polimer monomerinde veya çözebilen çözücü zincir transfer edici ajan, dolgu çözücüde çözünmemelidir. Ek olarak maddeleri Örnek : Mol tartısı denetlemek için Örnek : zincir transfer edici ajan Alkollü çözeltide Stiren, Örnek : Stiren, benzoil peroksit benzoil peroksit, Ek olarak Stiren, benzoil peroksit, toluen Toluen, mermer tozu Yüksek dönüşümlerde, karıştırma problemine dayalı ısı transferi en büyük problemdir. Standar kabul edilirse Elde edilen polimer oldukça saftır. Vizkozite kütle polimerizasyonundaki gibi yüksek olmadığından ısı transfer problemi daha azdır. Kütle polimerizasyon sistemine göre daha yavaştır. luşan polimer çözücü tarafından kirletilmiştir. Çözelti ortamında polimerizasyon devam ettiğinden sistem kolay karıştırılabildiğinden kolaydır. Kütle polimerizasyon sistemine göre, zincir sonlarının oluşumu daha zor olduğundan, daha hızlıdır. Elde edilen polimer oldukça saftır.

9 ÇÖZÜM 5: 05. Katyonik polimerizasyon ile ilgili olarak a. Katalizör tipleri b. Reaksiyon mekanizması c. Reaksiyon hızını etkileyen parametreler hakkında bilgi veriniz.