METİL METAKRİLATIN İZO-BÜTİL METAKRİLAT İLE ÜÇ KOLLU KOPOLİMERLERİNİN SENTEZİ, KARAKTERİZASYONU VE MONOMER REAKTİVİTE ORANLARININ BELİRLENMESİ



Benzer belgeler
ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Pınar Seven Accepted: March Mehmet Coşkun Series : 3A

(2,3-Difenil-1,3-oksazolidin-5-il)metil Metakrilat ın Metil Metakrilat ile Kopolimerlerinin Sentezi, Karakterizasyonu ve Termal Özellikleri

ATRP METODU İLE HAZIRLANAN ÜÇ KOLLU POLİMERLERİN DİELEKTRİK ÖZELLİKLERİ DIELECTRIC PROPERTIES OF THREE-ARMED POLYMERS PREPARED BY ATRP METHOD

T.C. KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ. Rektörlüğü ne. Fakültemizde bulunan Ar-Ge Laboratuarı 2014 Yılı Faaliyet Raporu ektedir.

KONTROLLÜ/YAŞAYAN RADİKAL POLİMERİZASYONU (CONTROLLED LIVING RADICAL POLYMERIZATION)

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

Esin Kaya. Journal Homepage:

Kumarin Türevli Kopolimerlerin Sentezi ve Karakterizasyonu

Synthesis, characterization, thermal properties and reactivity ratios of methacrylate copolymers including methoxy group

PLAZMA TEKNİĞİ İLE POLİÜRETAN HİDROJELLERİN YÜZEY ÖZELLİKLERİNİN DEĞİŞTİRİLMESİ. Asuman Koç, Tuğba Akkaş, F. Seniha Güner a

KLORLU PARAFİN ve KLORLU POLİETİLENİN DEHİDROKLORİNASYONU

Kalkon İçerikli Metakrilat Polimerinin Sentezi ve Karakterizasyonu

ATAKTİK POLİPROPİLENİN MALEİK ANHİDRİD İLE MODİFİKASYONU

SINAV SÜRESİ 80 DAKİKADIR. BAŞARILAR. Terim Açıklama Örnek

Ek_A1. : İstanbul Teknik Üniversitesi. Tez Türü ve Tarihi : Doktora Mart 2010 ÖZET FARKLI TOPOLOJİLERE SAHİP BAROPLASTİKLER.

POLİMER KİMYASI -2. Prof. Dr. Saadet K. Pabuccuoğlu

Sübstitüye Benzil Grubu İçeren Tetraaminoalkenlerin Üre, Tiyoüre ve Selenoüre Türevlerinin Sentezi. Beyhan Yiğit 1*, Bekir Çetinkaya 2

YÜKSEK YOĞUNLUKLU POLİETİLEN VE POLİPROPİLEN ATIKLARIN AKIŞKAN YATAKTA PİROLİZİ

Hitit Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 19030,ÇORUM

Bileşiğin basit formülünün bulunması (moleküldeki C, H, O, X atomlarının oranından, veya molekül ağırlığından)

Key words: starch; grafting; methyl methacrylate; azobisisobutyronitrile II. Amaç ve Kapsam Bu projenin temel amacı, nişasta üzerine radikalik bir baş

Asetil Benzofuran Metakrilat Blendlerinin Termal, Elektriksel ve Biyolojik Özelliklerinin İncelenmesi

ADIYAMAN ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ YÜKSEK LĠSANS TEZĠ

Polistiren Üzerinde Klorlama Çalışmaları

Sigma Vol./Cilt 25 Issue/Sayı 2 Araştırma Makalesi / Research Article INVESTIGATION OF EFFECT OF POLYMERS ON CALCIUM OXALATE CRYSTALLIZATION

Hacettepe Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 06532, Beytepe, ANKARA

Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. Synthesis and Acidic Hydrolysis of Crosslinked Polymer Containing Chalcone

NİŞASTA-AKRİLİK ASİT GRAFT KOPOLİMERLERİN Pb 2+ VE Cu 2+ İYONLARININ UZAKLAŞTIRILMASINDA KULLANIMI

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

N-(2-asetil benzofuran-3-il) metakrilamit monomerinin stiren ile kopolimerizasyonu: sentez, karakterizasyon ve reaktivite oranlarının belirlenmesi

POLİETİLEN ATIKLARIN PİROLİZİ

FOSFAZENLER. Prof. Dr. Adem KILIÇ

T.C. ADIYAMAN ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ

POLİMER KİMYASI -4. Prof. Dr. Saadet K. Pabuccuoğlu

ATRP yöntemi ile tasarlanmış polistiren makrofotobaşlatıcıların sentezi

Kil Nedir? Kristal yapıları birbirinden farklı birkaç mineralin oluşturduğu bir karışımın genel ismidir

YAPICA KARARLI POLİMETİL AKRİLAT(PMA)/YAĞ ASİDİ KOMPOZİT KARIŞIMLARININ HAZIRLANMASI, KARAKTERİZASYONU VE ENERJİ DEPOLAMA ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

W(CO){=C=C(H)Si(Me) 3 }(NO)Tp* Sentezi

ÖZGEÇMİŞ. Araştırmacı: Kimya Mühendisliği ( Ay) University of California, Riverside, Chemical Engineering Department

HİDROKARBONLAR ve ALKANLAR. Kimya Ders Notu

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

POLİMER KİMYASI -9. Prof. Dr. Saadet K. Pabuccuoğlu

Fotopolimerizasyon yöntemiyle çaprazbağlı ve aşı kopolimerler hazırlanması


ANHİDRİT İÇEREN KOPOLİMER-İLAÇ TAŞIYICI SİSTEMLERİN TASARIMI, NİTROKSİT ARACILIĞIYLA POLİMERİZASYONU (NMP) VE KARAKTERİZASYONU

YMN62 SICAKLIĞA DUYARLI YENİ POLİMERLER İLE ÇAPRAZ BAĞLI HİDROJEL MATRİKS SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

POLİÜRETAN NANO-KOMPOZİT SENTEZİNDE KULLANILMAK ÜZERE NANO-BÖHMİT ÜRETİMİ VE İŞLEVSELLEŞTİRİLMESİ

PROBLEM 5.1. PROBLEM 5.2 Örnek Çözüm PROBLEM 5.3. Başlama basamağı. Gelişme basamağı. Sonlanma basamağı

ÇİNKO TOZU İLE ATRP REAKSİYON ORTAMINDAN BAKIR KATALİZİN KİMYASAL İNDİRGEME İLE GİDERİLMESİ. YÜKSEK LİSANS TEZİ Fatma CANTÜRK. Anabilim Dalı : Kimya

Doç. Dr. Cengiz ÇETİN, BEK153 Organik Eserlerde Önleyici Koruma Ders Notu DERS 2 2. POLİMERLER

Maleik Anhidrit Vinil Asetat Kopolimerinin Ester ve Karboksilat Tuz Türevlerinin Sentezi ve Karakterizasyonu

T.C. ADIYAMAN ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ (BENZOFURAN-2-İL-)METİLKETOKSİM-O-METAKRİLAT MONOMERİNİN VE

Maleik Anhidrit Stiren Kopolimerinin Ester ve Karboksilat Tuz Türevlerinin Sentezi ve Karakterizasyonu

NİŞASTA ESASLI HİDROJELLERİN SU TUTMA KAPASİTELERİNİN İNCELENMESİ

T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİM LERİ ENSTİTÜSÜ

Synthesis of Some New Precursors of Dibenzo and Dibenzodiaza Crown Ether

PET FİLMLERİN SU BUHARI GEÇİRGENLİĞİNE ISIL İŞLEM ETKİSİ

YENİ BINAP TÜREVİ LİGAND VE RUTENYUM KOMPLEKSLERİNİN SENTEZİ, KATALİTİK ETKİNLİKLERİNİN İNCELENMESİ

ÖZGEÇMİŞ Yrd. Doç. Dr. Gökhan TEMEL

Dalga boyu aralığı Bölge. Dalga sayısı aralığı (cm. ) Yakın Orta Uzak

T.C. BOZOK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KİMYA ANABİLİM DALI. Yüksek Lisans Tezi

bağlanma izomerliği incelenecektir. Bu nedenle İnorganik Kimya kitaplarında izomerlik ile ilgili bölümler okunarak önbilgiye sahip olunmalıdır.

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ORGANİK KİMYA LABORATUVARI

Bor Karbür Üretimi ve Karakterizasyonu

Spektroskopi. Elektromanyetik ışımanın madde ile etkileşimini inceleyen bilim dalına spektroskopi denir.

Molekül formülü bilinen bir bileşiğin yapısal formülünün bulunmasında:

PİRİNANIN PİROLİZİNİN TG-MS KULLANILARAK İNCELENMESİ VE FTIR İLE KARAKTERİZASYONU

HALKA AÇILMA METATEZ POLİMERİZASYONU VE ÇİFT CLİCK REAKSİYONLARI İLE BLOK-FIRÇA KOPOLİMERLERİN SENTEZİ. YÜKSEK LİSANS TEZİ Hatice ŞAHİN

T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Farklı Karıştırma Teknikleri ve Başlangıç Maddelerinden Sentezlenmiş Hidroksiapatit Tozunun Özelliklerinin İncelenmesi

PETROKİMYA KOMPLEKSİ ARITMA ÇAMURLARININ EKSTRAKSİYONU

KENETLENME TEPKİMELERİ İLE MAKROMOLEKÜLER YAPILARIN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU DOKTORA TEZİ. Birol IŞKIN. Kimya Anabilim Dalı.

ALKOLLER ve ETERLER. Kimya Ders Notu

YAĞ KOMPONENTLİ MAKROMER VE YARI İLETKEN POLİMER SENTEZİ

Yeni Kiral Yan Zincir Sıvı Kristal Homopolimerlerin Sentezi ve Karakterizasyonu

Kontrollü polimerizasyon metotlarıyla farklı kollu yıldız polimer sentezi

Geranioksi Sübstitüentli Mononükleer Metalli Ftalosiyaninlerin Sentezi ve Karakterizasyonu. Ayşegül Yazıcı*, Ezgi Yılmazer

NİTRO FONKSİYONEL GRUP İÇEREN POLİFENİLEN OKSİT ESASLI MEMBRANLARIN HAZIRLANMASI

Polipirol ve Poliakrilonitril / Kil Kompozitlerin Hazırlanması ve Termal Özelliklerinin İncelenmesi

Ref. e_makaleleri, Enstrümantal Analiz, IR ve 1 H NMR ile Yapı Tayini

POLİMER KİMYASI -12. Prof. Dr. Saadet K. Pabuccuoğlu

ÖZGEÇMİŞ Prof. Dr. ALİ BOZTUĞ

PLASTİK ATIKLARI PİROLİZ KİNETİĞİ PARAMETRELERİNİN İZOTERMAL OLMAYAN KOŞULLARDA BELİRLENMESİ

Araştırma Makalesi / Research Article Iğdır Üni. Fen Bilimleri Enst. Der. / Iğdır Univ. J. Inst. Sci. & Tech. 7(4): , 2017

KİMYA-IV. Alkoller, Eterler ve Karbonil Bileşikleri (6. Konu)

POLİKATYONİK NANOPARTİKÜLLER KULLANILARAK PRİMER DÜZ KAS HÜCRELERİNİN TRANSFEKSİYONU

NÜKLEOFİLİK YERDEĞİŞTİRME REAKSİYONLARI

: : Bursa : Dr. Kimyager/ İş Sağlığı ve Güvenliği Uzmanı

METAL OKSALAT HİDRATLARI

POLİ(AKRİLAMİD-KO-SODYUM AKRİLAT)/BENTONİT NANOKOMPOZİT HİDROJELLERİN SENTEZİ VE ŞİŞME DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

Polimer Bilim ve Teknolojisi (CEAC 423) Ders Detayları

2,5-Heksandion, C1 ve C3 karbonlarındaki hidrojenlerin baz tarafından alınmasıyla iki farklı enolat oluşturabilir:

Infrared Spektroskopisi ve Kütle Spektrometrisi

YENİ BİR YAŞAYAN KONTROLLÜ RADİKAL BAŞLATMA SİSTEMİ: ÇİNKO - ALKİL HALOJENÜR. YÜKSEK LİSANS TEZİ Gökhan ÇANKAYA. Anabilim Dalı : Kimya

26/02. azota yapılan tek veya çift bir bağ ile [2] 26/06. azot içeren bir heterosiklik halka tarafından [2] 26/08.. N - Vinil - pirolidin [2]

OPTİK MALZEMELER ARAŞTIRMA GRUBU. Metal Oksit Nano Parçacıkların 3. dereceden Doğrusal Olmayan Optik Özellikleri. Tuğçe YİĞİT

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

YMN39 POLİELEKTROLİTLERİN KALSİYUM OKSALAT KRİSTALİZASYONUNA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

THE PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF CONDUCTIVE COMPOSITE FILMS OF POLYANILINE AND POLY(VINYL ACETATE) Gülhan GÜNGÖR & Meral KARAKIŞLA *

Transkript:

ISSN:1306-3111 e-journal of New World Sciences Academy 2009, Volume: 4, Number: 2, Article Number: 3A0005 NATURE SCIENCES Received: December 2008 Accepted: March 2009 Series : 3A ISSN : 1308-7304 2009 www.newwsa.com Adnan Kurt University of Firat adnankurt@firat.edu.tr Elazig-Turkey METİL METAKRİLATIN İZO-BÜTİL METAKRİLAT İLE ÜÇ KOLLU KOPOLİMERLERİNİN SENTEZİ, KARAKTERİZASYONU VE MONOMER REAKTİVİTE ORANLARININ BELİRLENMESİ ÖZET Atom transfer radikal polimerizasyon (ATRP) metoduyla, CuBr/2,2 -bipiridin katalizörü ile katalizlenen metil metakrilat (MMA) ve izo-bütil metakrilatın (ibütma) farklı bileşimlerde bir seri üç kollu kopolimerleri sentezlendi. 1 H-NMR spektrumu kullanılarak kopolimer bileşimleri, MMA birimlerindeki OCH 3 protonlarının ve ibütma birimlerindeki OCH 2 protonlarının integral yüksekliklerinin oranlanmasından belirlendi. Kelen-Tüdos metoduna kopolimer bileşimindeki MMA ve ibütma birimlerinin monomer reaktivite oranları 0,33 ve 0,98 olarak hesaplandı. Kopolimer bileşiminde MMA birimleri arttıkça sayıca ortalama molekül ağırlıkları 61000 den 48000 e düşerken, camsı geçiş sıcaklıkları (Tg) 81 0 C den 116 0 C ye yükseldi. TGA ölçümlerinden kopolimer bileşiminde MMA birimlerinin termal kararlılığı artırıcı bir etkiye sahip olduğu tespit edildi. Anahtar Kelimeler: ATRP, Metil Metakrilat, İzo-Bütil Metakrilat, Sentez, Karakterizasyon, Reaktivite Oranları SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND MONOMER REACTIVITY RATIOS OF THREE ARMED COPOLYMERS OF METHL METHACRYLATE WITH ISO-BUTHYL METHACRYLATE ABSTRACT A series of three-armed copolymers of methyl methacrylate (MMA) and iso-buthyl methacrylate (ibutma) were synthesized by atom transfer radical polymerization method using CuBr/2,2 -bipyridyne as catalyst system. The copolymer compositions were calculated from integrating proton NMR spectrum by comparing the integration of OCH 3 protons in MMA units to the OCH 2 protons in ibutma units. For three-armed atom transfer radical copolymerization system, the monomer reactivity ratios of MMA and ibutma units according to Kelen-Tüdos method were obtained as 0,33 and 0,98, respectively. As MMA units increased in the copolymer composition, the transition glass temperatures (Tg) increased from 81 0 C to 116 0 C while the average molecular weights (Mn) decreased from 61000 to 48000. From TGA measurements, it was found that the increasing of heat resistance of copolymers was caused by increasing of MMA units in the copolymer composition. Keywords: ATRP, Methyl Methacrylate, Iso-Buthyl Methacrylate, Synthesis, Characterization, Reactivity Ratios

1. GİRİŞ (INTRODUCTION) Tipik olarak zincir transferlerinin ve zincir sonlanma reaksiyonlarının yokluğunda ilerleyen polimerizasyonlarda, yaşayan polimerizasyon teknikleri uygulanabilmektedir [1]. Yaşayan polimerizasyon üzerinde çok sayıdaki akademik ve endüstriyel araştırma anyonik, katyonik, koordinasyon ve halka açılması polimerizasyonu üzerinde yoğunlaşmıştır [2]. Bir radikalik proses, fonksiyonel gruplar açısından ve de polimerlerin üretilmeleri açısından endüstriye çok daha elverişli bir teknik olmasından dolayı, kontrollü yaşayan polimerizasyon tekniklerinin gelişimi, polimer kimyası açısından uzun zamandan beri amaç edinilmiş bir konu olmuştur [2]. Son birkaç yılda yeni CRP metotlarının anlaşılmasında ve gelişiminde önemli ilerlemeler kat edilmiştir [3]. Bütün bu metotlar, az miktardaki büyüyen serbest radikaller ile çok miktardaki inaktif türler arasında hızlı bir dinamik dengenin kurulması temeline dayanmaktadır. Bu inaktif türler, atom transfer radikal polimerizasyonunda (ATRP) veya dejeneratif transferde (DT) alkil halojenürler, tersinir ilave kırılma zincir transfer prosesinde (RAFT) tiyoesterler, nitroksit ortamlı polimerizasyonda (NMP) veya kararlı serbest radikal polimerizasyonunda (SFRP) alkoksiaminler ve organometalik türler olmuştur [3]. Serbest radikaller, termal prosesler sonucu (NMP, SFRP), katalizlenmiş bir reaksiyon (ATRP) ile veya inaktif türler ile dejeneratif değişim prosesi (DT, RAFT) yoluyla üretilebilmektedir. Böylece, sonlanmaların meydana gelmesine rağmen uygun şartlar altında sonlanmanın katkısı çok düşük kalacaktır. Toplam zincir sayısının yüzde birkaçını geçemezler ve bu radikalik polimerizasyonlar, yaşayan veya kontrollü sistemlere benzer bir davranış sergilemektedir. Bir multibileşimli sistem olarak ATRP, bir monomer, transfer edilebilir bir halojene (pösedo halojen) sahip bir alkil haolojenürden oluşan bir başlatıcı ve bir geçiş metalinin uygun bir ligand ile oluşturmuş olduğu bir katalist sistemden oluşmaktadır. Çok geniş bir monomer kitlesi ATRP de başarılı olarak polimerleştirilebilmektedir. Büyüyen radikalleri stabilize olabilen sübstitüentleri içeren akrilonitril, stirenler, akrilatlar, metakrilatlar, akrilamitler, metakrilamitler gibi monomerler ve türevleri, ATRP de kullanılan monomerlere örnek verilebilir [4,5]. ATRP de radikaller veya aktif türler, bir geçiş metal kompleksi (Mt n -Y/Ligand) tarafından katalizlenmiş bir tersinir redoks prosesi ile elde edilebilirler. Bu redoks sistem, inaktif bir tür olan alkil halojenürdeki (RX) pösedo halojen atomunun (X), homolotik olarak koparılması ve geçiş metalinin bir elektronluk oksidasyonu ile oluşmaktadır. ATRP için genel bir mekanizma Şema 1 de gösterilmiştir. Şema 1. Geçiş metal katalizli ATRP (Scheme 1. Transition metal catalyzed ATRP) 2. ÇALIŞMANIN ÖNEMİ (RESEARCH SIGNIFICANCE) Atom transfer radikal polimerizasyon yöntemi kullanılarak metil metakrilatın izo-bütil metakrilat ile farklı bileşimlerdeki üç kollu kopolimerlerinin sentezi, karakterizasyonu ve monomer reaktivite oranlarının belirlenmesine yönelik bir çalışma gerçekleştirilmiştir. 43

3. DENEYSEL YÖNTEM (EXPERIMENTAL METHOD) 3.1. Malzemeler (Materials) Etil metakrilat (Aldrich) ve izo-bütil metakrilat monomerleri kopolimerizasyon öncesinde %5 lik seyreltik NaOH çözeltisi ile yıkandıktan sonra vakum altında damıtıldı. CuBr ve 2,2 -bipiridin (analitik saflıkta) satın alındı. 3.2. Enstrümental Teknikler (Instrumental Techniques) Kopolimerlerin 1 H-NMR spektrumları oda sıcaklığında CDCI 3 çözücüsü ve TMS standart maddesi yanında bir Bruker AC-300 MHz Fourier Transform NMR spectrometer ile kaydedildi. IR spektrumları bir Mattson 1000 FTIR spectrometer ile alındı. Polimerlerin ortalama molekül ağırlıklarının ve molekül ağırlık dağılımlarının tayini bir Agilent 1100 series marka jel geçirgenlik kromotografisi (GPC) cihazı ile 25 0 C de, bir refraktif-indeks (RI) dedektör kullanılarak, 1ml/dak. çözücü akış hızında ve bir silikajel kolon üzerinde yapıldı. Standart madde olarak polistiren ve çözücü olarak da mutlak THF kullanıldı. Camsı geçiş sıcaklıkları bir DSC-50 analizörde kaydedildi. Bu amaçla alınan belirli miktarlardaki polimer örnekleri azot gazı atmosferinde 20 0 C/dak ısıtma hızıyla 200 0 C ye kadar ısıtılarak DSC eğrileri kaydedildi. Kopolimerlerin termal davranışları termogravimetrik analiz (TGA) yöntemi ile araştırıldı. Polimerler 10 0 C/dak ısıtma hızıyla azot gazı atmosferinde oda sıcaklığından 500 0 C ye kadar kontrollü olarak ısıtıldı. 3.3. 1,3,5-tris(4-Bromometil Benzoato) Benzenin Sentezi (Synthesis of 1,3,5-tris(4-bromomethylbenzoato) Benzene) 1,3,5-tris(4-bromometil benzoato) benzen bileşiğini sentezlemek için trihidroksibenzen (0,1 mol), trietilamin bazı (TEA) (0,31 mol) ve susuz tetrahidrofuran çözücüsü (THF) (100 ml), CaCl 2 tüpü bağlı üç ağızlı 250 ml lik bir reaksiyon balonunun içine konulup bir buz banyosu içinde, 0-5 0 C aralığında bir sıcaklık ortamı sağlanıncaya kadar, çözelti bir magnetik karıştırıcı ile sürekli olarak karıştırıldı. En son 2-bromobenzoil klorür (0,3 mol), bir damlatma hunisi yardımıyla çözelti üzerine damlatılarak 6 saatlik bir süre içinde esterleşme reaksiyonu gerçekleştirildi [6]. Oluşan ürün süzüldükten sonra metanol içinde kristallendirildi. 3.4. Poli(MMA-co-iBütMA) Üç Kollu Kopolimerlerinin Sentezi (Synthesis of poly(mma-co-ibutma) Three Armed Copolymers) Farklı bileşimlerde bir seri üç kollu poli(mma-co-ibütma) kopolimerlerini hazırlamak amacıyla, üç kollu başlatıcı: CuBr:bipiridin:monomer(monomerler) oranları (molca) sırasıyla 1:3:6:300 olarak alındı. Kopolimerizasyonlar genel olarak aşağıdaki yönteme göre hazırlandı. Argon gazından geçirilen bir polimerizasyon tüpüne üç kollu başlatıcı konulup yeteri miktardaki difenil eter içinde çözüldü. Üzerine katalist sistem olarak CuBr ve bipiridin(bpy) sırayla konulduktan sonra argon gazından geçirilip kompleks oluşturuldu. Oluşturulan kompleks üzerine farklı oranlardaki monomer veya monomer karışımları ilave edilerek, elde edilen son karışım argon gazıyla 10 dakika daha etkileştirildi. Tüpün ağzı kapatılıp önceden 100 0 C lik sıcaklığa ayarlanmış yağ banyosuna daldırılarak üç kollu kopolimerizasyonlar başlatıldı. Kopolimerizasyon sonunda, kopolimerler diklorometan çözücüsünde çözülüp, 3-4 damla seyreltik HCI çözeltisi içeren çöktürücülerde damla damla çöktürüldü. Saflaştırma amacıyla, aynı şekilde iki kez tekrarlanan çöktürme işlemiyle elde edilen kopolimerler, vakum altında 45 0 C de sabit tartıma gelinceye kadar kurutuldu. 44

Şema 2. Üç kollu poli(mma-co-ibütma) kopolimerinin yapısı (Scheme 2. Structure of poly(mma-co-ibutma) three armed copolymer) 4. BULGULAR VE TARTIŞMA (RESULTS AND DISCUSSION) Sentezlenen 1,3,5-tris(4-bromometil benzoato) benzen bileşiğinin FT-IR spektrumunda, 3126-3038 cm -1 aromatik C-H gerilmesi, 2967-2868 cm -1 alifatik C-H gerilmesi, 1739 cm -1 C=O gerilmesi, 1610 cm -1 aromatik halka C=C gerilmesi en karakteristik bandlardır. 1 H-NMR spektrumunda 4,6 ppm sinyali broma komşu -CH 2 protonlarını, 7,2-8,2 ppm sinyali ise aromatik halka protonlarını karakterize etmektedir. Farklı bileşimlerde hazırlanan üç kollu poli(mma-co-ibütma) kopolimerlerinin FT-IR spektrumlarında gözlenen en karakteristik bandlar 2930-2851 cm -1 aromatik ve alifatik C-H gerilme titreşimleri, 1728 cm -1 ester C=O gerilmesi, 1388-1369 cm -1 ibütma birimlerindeki izo butil dallanmasının C-H eğilmesi, 1155-1030 asimetrik ve simetrik C-O gerilmesi için karakteristiktir. Kopolimerlerin 1 H-NMR spektrumlarında gözlenen sinyaller 3,8 ppm sinyali ibütma birimlerindeki -COOCH 2 protonlarını, 3,67 ppm MMA birimlerindeki ester karboniline komşu -COOCH 3 protonlarını, 1,91-1,4 ppm ana zincirdeki CH 3, CH 2 ve CH protonlarını, 1.1 ppm izo bütil grubundaki CH 3 protonlarını karakterize etmektedir. Şekil 1, farklı kopolimer bileşimlerinde sentezlenen üç kollu kopolimerlerin 1 H-NMR spektrumunu göstermektedir. Kopolimer bileşiminde MMA birimlerinin oranı arttıkça 3,67 ppm de gözlenen sinyalde de bir artış olmaktadır. 4.1. Monomer Reaktivite Oranları (Monomer Reactivity Ratios) ibütma ve MMA birimlerinin farklı oranlarda olduğu üç kollu polimerler atom transfer radikal polimerizasyon yöntemi ile sentezlenmiştir. Şekil 1, farklı bileşimlerdeki kopolimerlerin 1 H-NMR spektrumlarını göstermektedir. Kopolimer bileşimleri, 1 H-NMR spektrumlarında 3,67 ppm de sinyal veren MMA birimlerindeki OCH 3 protonlarının ve 3,8 ppm de sinyal veren ibütma birimlerindeki OCH 2 protonlarının integral yüksekliklerinin oranlanmasından belirlendi. Tablo 1, başlangıçta alınan ve kopolimer bileşiminde yer alan monomer birimlerinin mol fraksiyonlarını göstermektedir. Kopolimer bileşimleri aşağıdaki formül kullanılarak hesaplandı. 45

Şekil 1. a) Üç kollu başlatıcı ve poli(mma-co-ibütma) kopolimerlerinin 1 H-NMR spektrumu (kopolimer bileşimindeki MMA oranı; b: 0,11, c:0,28, d:0,43, e:0,67). (Figure 1. 1 H-NMR spectra of a) Three armed initiator and three armed copolymers poly(mma-co-ibutma (the ratio of MMA in copolymer composition; b: 0,11, c:0,28, d:0,43, e:0,67). 46

Tablo 1. Başlangıçtaki ve kopolimer bileşimindeki monomer birimlerinin mol fraksiyonları (Table 1. The mol fractions of monomer units at copolymer composition and at beginning) Polimerler a M 1 b m 1 Tg( 0 C) 1 0,10 0,11 81 2 0,20 0,18 87 3 0,35 0,28 92 4 0,50 0,43 97 5 0,75 0,67 111 6 0,85 0,72 116 Burada, M 1 a MMA ın başlangıçtaki mol fraksiyonunu, m 1 b ise MMA ın kopolimer bileşimindeki mol fraksiyonunu göstermektedir. Monomer reaktivite oranları komonomerlerin bağıl reaktiviteleri hakkında bilgi vermektedir. Atom transfer radikal kopolimerizasyonunda ibütma ve MMA monomerlerinin reaktivite oranları Kelen-Tüdos [7] eşitliğine göre belirlendi. Bu eşitlikte η değerlerinin ξ değerlerine karşı grafiğe geçirilmesi ile elde edilen doğrunun (Şekil 2) eğiminden monomer reaktivite oranları ibütma için (r1) 0,33, MMA için (r2) 0,98 olarak hesaplandı. Bu sonuçlara göre, büyüyen radikallerin zincir uçlarındaki ibütma birimlerinin ibütma monomerini katma oranı, MMA monomerini katma oranının yaklaşık 1/3 kadarıdır. Polimer zincir uçlarında MMA birimlerinin bulunması durumunda, MMA birimleri MMA ve ibütma monomerlerini eşit oranda yapısına katar. Bu nedenle, polimer ana zincirleri, MMA birimlerince zengindir. Şekil 2. ATRP metoduyla hazırlanan kopolimer sistemleri için Kelen- Tüdos grafiği (Figure 2. Kelen-Tüdos graphic for copolymer systems prepared by ATRP) 4.2. ATRP Metoduyla Hazırlanan Kopolimerlerin GPC Ölçümleri (GPC Measurements of Copolymers Prepared By ATRP Method) Üç kollu başlatıcı ile farklı bileşimlerde hazırlanan poli(mmaco-ibütma) kopolimerlerinin sayıca ortalama molekül ağırlıkları (Mn) ve molekül ağırlık dağılımlarının (Mw/Mn) kopolimer bileşimine göre değişimi Şekil 3 de gösterildi. Bu şekle göre, MMA birimlerinin kopolimer bileşiminde artmasıyla kopolimerlerin Mn değerlerinde 61000 den 48000 e bir düşüş gözlenirken, Mw/Mn değerlerinde ise 1,76 dan 1,98 e bir artış söz konusudur. Elde edilen kopolimerlerin 47

heterojenlik indisleri, kopolimer bileşiminde MMA birimlerinin artmasına bağlı olarak bir artış sergilemiştir. Bu sonuçlara göre kopolimerizasyonda ibütma ın kontrolü arttırıcı bir etkiye sebep olduğu görülmektedir. Kontrollü polimerizasyonlarda Mw/Mn değerleri 1,1-1,5 arasında bir değişim sergilemektedir [8]. Ancak ATRP metoduna göre sentezlenen poli(mma-co-ibütma) kopolimer sisteminde heterojenlik indisi değerleri 1,76 ile 1,98 arasında değişmiştir. Bunun nedeni, kopolimerizasyon esnasında zincir kırılmaları ve zincir transfer reaksiyonları gibi yan reaksiyonların neden olduğu sonlanma reaksiyonlarının varlığından kaynaklanabilir. Yüksek dönüşümlerde bu durum daha belirgindir [9 ve 10]. Şekil 3. Mn ve Mw/Mn değerlerinin kopolimer bileşimine bağlı değişimi (Figure 3. The change of Mn and Mw/Mn values with copolymer composition) 4.3. Kopolimerlerin DSC Ölçümleri (DSC Measurements of Copolymers) Sentezlenen kopolimerlerin camsı geçiş sıcaklıkları (Tg) DSC termogramlarından ölçüldü. Bu amaçla alınan belirli miktarlardaki polimer örnekleri azot gazı atmosferinde 20 0 C/dak ısıtma hızıyla 200 0 C ye kadar ısıtılarak DSC eğrileri kaydedildi. Farklı bileşimlerdeki kopolimer serisine ait DSC termogramları Şekil 4 de gösterildi. Elde edilen DSC eğrilerinden, poli(mma) ve poli(ibütma) homopolimerleri için Tg değerleri 128 ve 71 0 C olarak ölçüldü. Poli(MMAco-iBütMA) kopolimer serisi için ölçülen Tg değerleri, her iki homopolimerlerin Tg değerleri arasında bir değişim gösterdi. DSC termogramlarından elde edilen sonuçlara göre, kopolimer bileşiminde MMA ın oranının artmasıyla kopolimerlerin camsı geçiş sıcaklığı artmıştır. Bu sonuçlara göre kopolimer bileşiminde bulunan ibütma birimleri, kopolimerin zincir hareketliliğini ve serbest hacmini arttırmıştır. Bu davranış, kopolimerlerde Tg değerlerini düşürücü bir etkiye neden olmuştur. Kopolimerlere ait DSC termogramlarında tek geçişin görülmesi, ana zincirde yer alan ibütma ve MMA birimleri arasında bir faz farkının olmadığını göstermektedir [11]. Kopolimer bileşiminde yer alan ibütma ın mol fraksiyonlarına karşı 1/Tg değerlerinin değişimi Şekil 5 de gösterildi. Kopolimerler ait Tg değerleri bir negatif sapma göstermiştir. Stereo etki nedeniyle, sindiotaktik yapılı kopolimerlerde zincirler arası 48

etkileşimin büyüklüğü az orandadır. Bu davranış kopolimer içinde serbest hacmin artmasına ve Tg değerlerinin düşmesine neden olmaktadır. Bu stereo etkiler genellikle monomer yapılarına bağlıdır [12]. Bu nedenle, sindiotaktik açıdan stereo etkinin büyüklüğü metakrilatlar için etkili olabilir. Şekil 4. Üç kollu kopolimerlerin DSC eğrileri (Figure 4. DSC plots of three armed copolymers) Şekil 5. ibütma mol fraksiyonuna karşı 1/Tg değerlerinin değişimi (Figure 5. The change of 1/Tg values versus mol fraction of ibutma) 49

4.4. Kopolimerlerin Termal Davranışları (Thermal Behavior of Copolymers) Atom transfer radikal polimerizasyon yöntemi ile hazırlanan üç kollu poli(mma) ve poli(ibütma) homopolimerlerinin ve farklı bileşimlerdeki poli(mma-co-ibütma) kopolimerlerinin termal davranışları termogravimetrik analiz (TGA) yöntemi ile araştırıldı. Bu amaçla polimerler 10 0 C/dak ısıtma hızında ve azot gazı atmosferinde oda sıcaklığından 500 0 C ye kadar kontrollü bir ısıtmaya tabi tutuldu. Sentezlenen üç kollu polimerlerin TG eğrileri Şekil 6 da gösterildi. Elde edilen termogramlardan poli(ibütma), poli(mma-co-ibütma) ve poli(mma) polimerlerinin başlangıç bozunma sıcaklıkları sırasıyla 190 0 C, 248 0 C ve 291 0 C olarak ölçüldü. Kopolimer bileşimlerinde MMA birimlerinin oranı arttıkça, kopolimerlerin termal dirençlerinde de bir artış görülmektedir. Kopolimerlerin termal özellikleri her iki homopolimerin termal özellikleri arasında bir davranış sergilemektedir. Termogravimetrik eğrilerden polimerin farklı ısıtma hızlarındaki başlangıç bozunma sıcaklıkları, bitiş bozunma sıcaklıkları, %50 bozunmanın olduğu sıcaklık, 300 ve 350 0 C deki bozunma yüzdeleri gibi bazı termal bozunma verileri Tablo 2 de verildi. Şekil 6. Polimerlerin TGA eğrileri a) poli(ibütma), b) poli(mma:0,67- co-ibütma) ve c) poli(mma) (Figure 6. TGA plots of polymers a) poly(ibutma), b) poly(mma:0,67-coibutma) and c)poly(mma) Polimerler Tablo 2. Üç kollu polimerlerin TGA verileri (Table 2. TGA data of three armed polymers) T baş T son T %50 300 0 C de 350 0 C de ( 0 C) ( 0 C) ( 0 C) %Ağırlık %Ağırlık kaybı kaybı 400 0 C de %Artık Poli(iBütMA) 190 382 318 22 83 3 Poli(MMA:0.28-coiBütMA) 230 397 308 47 83 5 Poli(MMA:0.67-coiBütMA) 248 420 345 17 54 12 Poli(MMA) 291 415 345 3 54 4 50

5. SONUÇLAR (CONCLUSIONS) Metil metakrilat ve izo-bütil metakrilat monomerlerinin farklı mol fraksiyonlarındaki bir seri üç kollu kopolimerleri ATRP metodu kullanılarak hazırlandı. Kopolimerlerin karakterizasyonunda FT-IR, 1 H- NMR, GPC, DSC ve TGA teknikleri kullanıldı. Kopolimer bileşimleri, 1 H- NMR spektrumlarında 3,67 ppm de sinyal veren MMA birimlerindeki OCH 3 protonlarının ve 3,8 ppm de sinyal veren ibütma birimlerindeki OCH 2 protonlarının integral yüksekliklerinin oranlanmasından belirlendi. Atom transfer radikal kopolimerizasyonunda ibütma ve MMA monomerlerinin reaktivite oranları Kelen-Tüdos eşitliğine göre, ibütma için 0,33, MMA için 0,98 olarak hesaplandı. Bu sonuçlara göre MMA birimleri kopolimerizasyonda daha aktiftir. Kopolimer bileşiminde MMA birimleri arttıkça sayıca ortalama molekül ağırlıkları 61000 den 48000 e düşerken, camsı geçiş sıcaklıkları (Tg) 81 0 C den 116 0 C ye yükseldi. TGA ölçümlerinden kopolimer bileşiminde MMA birimlerinin termal kararlılığı artırıcı bir etkiye sahip olduğu görüldü. KAYNAKLAR (REFERENCES) 1. Szwarc, M., (1956). Living polymers, Nature, 178, 1168-1169. 2. Matyjaszewski, K., Gaynor, S.G., Craver, C.D., Carraher, C.E., (2000). Atom Transfer Radical Polymerization, In Applied Polymer Science., Jr., Eds. Pergamon Press: Oxford, UK, p 929. 3. Matyjaszewski, K., (1998). Controlled Radical Polymerization, Ed., American Chemical Society: Washington, DC, Vol. 685. 4. Patten, T.E., Matyjaszewski, K., (1998). Atom Transfer Radical Polymerization and the Synthesis of Polymeric Materials, Adv. Mater., 10 (12), 901+. 5. Demirelli, K.,, Coskun, M., (2004). Atom Transfer Radical Polymerization of 1-Phenoxycarbonyl Ethyl Methacrylate Monomer, European Polymer Journal, 40 (3), 451-457. 6. Haddleton, D.M., Waterson, C., (1999). Phenolic ester-based initiators for transition metal mediated living polymerization, Macromolecules, 32 (26), 8732-8739. 7. Tudos, F., Kelen, T., (1975). J. Macromol Sci Chem A, 9, 1. 8. Matyjaszewski, K., Patten, T.E. Xia, J. (1997). Controlled /living radical polymerization. Kinetics of the homogeneous atom transfer radical polymerization of styrene, J. Am. Chem. Soc., 119 (4), 674-680. 9. Paik, H.j., Gaynor, S.G., Matyjaszewski, K., (1998), Synthesis and characterization of graft copolymers of poly(vinyl chloride) with styrene and (meth)acrylates by atom transfer radical polymerization, Macromol. Rapid Commun., 19 (1), 47-52. 10. Bibiao, J., et al., (2006), Modification of the halogen end groups of polystyrene prepared by ATRP. European Polymer Journal, 42 (1), 179-187. 11. Demirelli, K.,, Coskun, M., (2004). Thermal Degradation and Synthesis of Block Copolymers of Styrene and n-butyl Methacrylate by Atom Transfer Radical Polymerization, Polymer- Plastics Technology and Engineering, 43 (4), 1245-1263. 12. Liu, W., Tang, K., Guo, Y., Koike, Y., Okamoyo, Y., (2003). Tacticity control in the radical polymerization of 2,2,2- trifluoroethyl methacrylate with fluoroalcohol, J Fluorine Chem, 123 (1), 147 151. 51