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

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

NİŞASTA ESASLI HİDROJELLERİN SU TUTMA KAPASİTELERİNİN İNCELENMESİ

-Adsorpsiyon özellikleri Nem tutuculuk ve su kapsamı ölçümleri...12

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

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

ATAKTİK POLİPROPİLENİN MALEİK ANHİDRİD İLE MODİFİKASYONU

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

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

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

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

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

NANO KURġUN ÜRETĠMĠ VE KARAKTERĠZASYONU

SINAV SÜRESİ 80 DAKİKADIR. BAŞARILAR. Terim Açıklama Örnek

POLİPROPİLENİN FARKLI TİPTE ZEOLİTLER ÜZERİNDEKİ ISIL-KATALİTİK BOZUNMASININ İNCELENMESİ

Esin Kaya. Journal Homepage:

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

ÇAPRAZ BAĞLI BORU ÜRETİMİNDE SİLAN AŞILANMIŞ POLİETİLENİN SU İLE ÇAPRAZ BAĞLANMA REAKSİYONUNUN DSC VE FTIR İLE İNCELENMESİ

10. Sınıf Kimya Konuları KİMYANIN TEMEL KANUNLARI VE TEPKİME TÜRLERİ Kimyanın Temel Kanunları Kütlenin korunumu, sabit oranlar ve katlı oranlar

YENİ BİR İLETKEN POLİMER: POLİ(3,8 DİAMİNOBENZO[c]SİNNOLİN) ELEKTROKİMYASAL ÜRETİMİ VE ELEKTROKROMİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

KLORLU PARAFİN ve KLORLU POLİETİLENİN DEHİDROKLORİNASYONU

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

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

Bor Karbür Üretimi ve Karakterizasyonu

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

TÜBİTAK-BİDEB Lise Öğretmenleri (Fizik, Kimya, Biyoloji ve Matematik) Proje Danışmanlığı Eğitimi Çalıştayı LİSE-2 (ÇALIŞTAY 2012) SUYUN DANSI

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLER ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ AKRİLİK LİFLER-AŞI-POLİAKRILAMİTİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

GENEL KİMYA 101 ÖDEV 3

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

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

YÜKSEK YOĞUNLUKLU POLİETİLEN VE POLİPROPİLEN ATIKLARIN AKIŞKAN YATAKTA PİROLİZİ

Enerji iş yapabilme kapasitesidir. Kimyacı işi bir süreçten kaynaklanan enerji deyişimi olarak tanımlar.

ÖLÇME, DEĞERLENDİRME VE SINAV HİZMETLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ORGANİK KİMYA LABORATUVARI

Yedinci Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 5-8 Eylül 2006, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir YMN15

HYDROTERMAL YÖNTEMİYLE NİKEL FERRİT NANOPARTİKÜLLERİN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

Mert KILINÇ, Göknur BAYRAM. Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 06531, ANKARA ÖZET

AYÇİÇEK YAĞI ÜRETİMİ YAN ÜRÜNLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

ÇANAKKALE-ÇAN LİNYİTİNİN KURUMA DAVRANIŞI

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

Nanolif Üretimi ve Uygulamaları

GRUP ORGANİK BUĞDAY NİŞASTASINDAN ÜRETİLEN BİYOPOLİMERİN UYGULAMALARI

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

Sb 2 Te 3 ve Bi 2 Te 3 İÇERİKLİ YARI İLETKEN ALAŞIMLARIN ÜRETİMİ ve TERMOELEKTRİK, YAPISAL, MİKROYAPISAL ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ ÖZET

Acid Blue 121 Boyar Maddesinin Muz Kabuğuna Kesikli Sistemde Adsorpsiyonunun Araştırılması

ALIQUAT-336 EMDİRİLMİŞ HP-20 ve HP-2MG REÇİNELERİYLE SULU ÇÖZELTİLERDEN Cr(VI) GİDERİLMESİNDE POLİMER ADSORBAN TÜRÜNÜN ETKİSİNİN İNCELENMESİ

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

Antosiyanin İçeriği (mg/l)

POLİPROPİLEN-ZEOLİT KOMPOZİTLERİN TERMAL ÖZELLİKLERİNDE SİLAN BAĞLAYICILARIN ETKİSİ

Journal of Engineering and Natural Sciences Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi

MADDENİN AYIRT EDİCİ ÖZELLİKLERİ. Nazife ALTIN Bayburt Üniversitesi, Eğitim Fakültesi

ÖN SÖZ. Üniversiteye hazırlık yolunda, yeni sınav sistemine uygun olarak hazırladığımız YKS Alan Yeterlilik

4. Açısal momentum kuantum sayısı (,) 2 olan bir orbital türü ile ilgili, 5. Orbitaller Maksimum elektron sayısı

Kuvvetli Asit ve Kuvvetli Baz Titrasyonları

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

5) Çözünürlük(Xg/100gsu)

YMN39 POLİELEKTROLİTLERİN KALSİYUM OKSALAT KRİSTALİZASYONUNA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

DENEY 3. MADDENİN ÜÇ HALİ: NİTEL VE NİCEL GÖZLEMLER Sıcaklık ilişkileri

Moleküler Olarak Baskılanmış Çapraz Bağlanan Hidrojeller ile Sulu Çözeltideki Altın İyonlarının Adsorpsiyonu

İnorganik ve Organik Katkılı PCL Kompozitlerin Isıl ve Enzimatik Bozunma Mekanizmaları ve Kinetiği

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

PLASTİK ATIKLARI PİROLİZ KİNETİĞİ PARAMETRELERİNİN İZOTERMAL OLMAYAN KOŞULLARDA BELİRLENMESİ

1,3-bis-(p-iminobenzoik asit)indan Langmuir-Blodgett filmlerinin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılığı

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

3.1 ATOM KÜTLELERİ MOL VE MOLEKÜL KAVRAMLARI Mol Hesapları SORULAR

Metallerde Döküm ve Katılaşma

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

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

SODYUM ALJİNAT-POLİ(İTAKONİK ASİT) AŞI KOPOLİMERLERİNİN HAZIRLANMASI VE AĞIR METAL İYONLARININ UZAKLAŞTIRILMASINDA KULLANIMI

ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞĐMĐ ÇALIŞMA YAPRAĞI

İDEAL GAZ KARIŞIMLARI

ÜÇ BİLEŞENLİ REAKSİYON SİSTEMLERİ İÇEREN REAKTİF DİSTİLASYON KOLONU VE REAKTÖR/DİSTİLASYON KOLONU PROSESLERİNİN NİCELİKSEL KARŞILAŞTIRMASI

- II. Prof.Dr. Erhan Öner. Marmara Üniversitesi, Teknik Eğitim E. - İstanbul

POLİMER/KİL NANOKOMPOZİTLERİ

ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ORGANİK KİMYA LABORATUVARI DENEY 8 : YÜZEY GERİLİMİNİN BELİRLENMESİ

POLİMER. Bakalit (Bakalite) Sentezi (Fenol-Formaldehit Reçineleri)

ADNAN MENDERES ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KİMYA ANABİLİM DALI KİM-DR Semiha KUNDAKCI. Tez Danışmanı: Prof. Dr.

Genel Kimya. Bölüm 7: ÇÖZELTİLER VE ÇÖZÜNÜRLÜK. Yrd. Doç. Dr. Mustafa SERTÇELİK Kafkas Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü

Paylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu

N = No [2] t/g. No : Başlangıçtaki m.o. sayısı, N : t süre sonundaki m.o. sayısı, t : Süre, G : Bölünme süresi.

Üçüncü Tek Saatlik Sınav 5.111

BENZENİN NİTROLANMASINDA GRAFİTİN KATALİZÖR OLARAK ETKİSİNİN ARAŞTIRILMASI

Polyesterde Hızlı Boyama Prosesi. Polyester elyafların güvenli ve ekonomik boyanması için yenilikçi kimyasallar

AKTİFLEŞTİRİLMİŞ DOĞAL ZEOLİT İLE SULU ÇÖZELTİLERDEN METİLEN MAVİSİNİN ADSORPLANMASI

BİSFENOL A NIN BAKIRIN LEKTROKİMYASAL DAVRANIŞLARINA ETKİSİ 1. The Effects of Bisphenol A on Electrochemical Behaviour of Copper*

METAL OKSALAT HİDRATLARI

POLİETİLEN ATIKLARIN PİROLİZİ

GARZAN ASFALTENİNİN PİROLİZ KİNETİĞİ

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

GIDALARIN BAZI FİZİKSEL NİTELİKLERİ

YAĞ KOMPONENTLİ MAKROMER VE YARI İLETKEN POLİMER SENTEZİ

5.111 Ders Özeti #

ÇÖZÜNÜRLÜĞE ETKİ EDEN FAKTÖRLER

GAZLAR GAZ KARIŞIMLARI

MODÜL BİLGİ SAYFASI. GENEL AMAÇ:Öğrenci, bu modül ile gerekli ortam sağlandığında, ASTM, DIN uygun olarak bağlayıcı analizleri yapabilecektir.

HAZIRLAYAN Mutlu ŞAHİN. Hacettepe Fen Bilgisi Öğretmenliği. DENEY NO: 6 DENEYİN ADI: DOYMUŞ NaCl ÇÖZELTİSİNİN ELEKTROLİZİ

ÇÖZELTİLERİN KOLİGATİF ÖZELLİKLERİ

Dispergatör: Dispers boyar maddenin flotte içinde disperge hâlinde kalmasını sağlar.

Fiziksel özellikleri her yerde aynı olan (homojen) karışımlara çözelti denir. Bir çözeltiyi oluşturan her bir maddeye çözeltinin bileşenleri denir.

BÖLÜM 6 GRAVİMETRİK ANALİZ YÖNTEMLERİ

KYM 101 KİMYA MÜHENDİSLĞİNE GİRİŞ PROBLEM SETİ

Transkript:

I. Projenin Türkçe ve İngilizce Adı ve Özetleri I. a- Projenin Türkçe Adı ve Özeti Azobisizobutironitril ile nişasta üzerine metil metakrilatın aşı kopolimerizasyonu ÖZET Başlatıcı olarak azobisizobutironitril kullanılarak nişasta üzerine metil metakrilatın aşı kopolimerizasyonu gerçekleştirildi. Aşılama reaksiyonları 65-95 o C sıcaklık aralığında yapıldı ve aşılama verimi üzerine başlatıcı, monomer ve nişasta derişiminin etkisi araştırıldı. En yüksek aşılama verimi başlatıcı derişimi 2.0x10-3 mol/l olarak alındığında elde edildi. Aşı kopolimerizasyon genel aktivasyon enerjisi 89.42 kj/mol olarak hesaplandı. Aşılanmış nişastalar, infrared spektroskopisi, taramalı elektron mikroskobu ve termogravimetrik analiz ile karakterize edildi. Anahtar Kelimeler: nişasta; aşılama; metil metakrilat; azobisizobutironitril I. b- Projenin İngilizce Adı ve Özeti Graft copolymerization of methyl methacrylate onto starch by azobisisobutyronitrile ABSTRACT The graft copolymerization was carried out by methyl methacrylate with starch in which azobisisobutyronitrile was used as an initiator. The grafting reactions were carried out within 65-95 o C temperature range, and the effect of monomer, initiator concentrations and the amount of starch on the graft yield were also investigated. The maximum graft yield was obtained at a azobisisobutyronitrile concentration of 2.0x10-3 mol/l. The overall rate activation energy of the reaction was found to be 89.42 kj/mol. The grafted starches were characterized with infrared spectroscopy, scanning electron microscopy and thermogravimetry. 1

Key words: starch; grafting; methyl methacrylate; azobisisobutyronitrile II. Amaç ve Kapsam Bu projenin temel amacı, nişasta üzerine radikalik bir başlatıcı yardımıyla metil metakrilat monomerinin aşı kopolimerizasyonudur. Ayrıca, aşı kopolimerizasyon koşullarını etkileyen faktörlerin incelenmesi ve bazı kinetik verilerin elde edilmesi de amaçlanmışdır. Günümüzde, doğal polimerlerin hem endüstride hem de günlük yaşantımızda önemli bir yeri vardır. Doğal polimerlerden birisi de nişastadır. Nişasta, bitkilerde bulunan en önemli depo karbonhidrattır. Kök, meyve ve tohumlarda daha çok olmak üzere bitkinin bütün kısımlarında bulunur. Bugün için nişasta, bir besin maddesi olmasının yanı sıra, tekstil, yapıştırıcı yapımı ve temizlik maddeleri gibi çeşitli endüstri dallarında kullanılmaktadır. Nişasta ucuz olmasının yanı sıra, yumuşak ve kavuçuğumsu yapısı, biyo bozunabilirliği ve özellikle hidrofilik yapısı (tıp alanında kullanılan hidrojeller için) en önemli özelliğidir. Bu iyi özelliklerine rağmen fiziksel özelliklerinin (termal kararsızlık, nem tutuculuk, kopma dayanımı, elastiklik modülü) zayıf oluşu gibi istenmeyen bazı özellikler de gösterir. Aşı kopolimerizasyon doğal 1-3 ve sentetik polimerleri 4-6 modifiye etmek için uygulanan en etkili yöntemdir. Aşı kopolimerizasyon yöntemi, nişastanın bu özelliklerinin iyileştirilmesi veya nişastaya yeni özelliklerin kazandırılması amacıyla da yaygın olarak kullanılır. Bu amaçla uygun gruplar taşıyan monomer ve monomer karışımlarının aşılanmasıyla, nişasta için dezavantaj olan özelliklerin geliştirilmesine ya da yeni özellikler kazandırılmasına çalışılır. Böylece aşılanan monomerin özellikleri nişastaya kazandırılır. Aşı kopolimerizasyon yöntemi ile nişasta üzerine aşılanan monomerlere, akrilik asit, 7 metil akrilat, 8,9 akrilonitril, 10 metakrilik asit, 11 örnek verilebilir. Bu projede azobisizobutironitril ile metil metakrilatın nişasta üzerine sulu ortamda aşılanması incelendi. Aşılama üzerine sıcaklık, başlatıcı, monomer ve nişasta derişimi gibi değişkenlerin etkilerinin araştırılması yanında, aşılanmış nişastalar termogravimetrik analiz, 2

infrared spektroskopisi, taramalı elektron mikroskobu gibi yöntemlerle karekterize edildi. III. Materyal ve Yöntem Aşı kopolimerizasyon radikalik olarak gerçekleştirildi. Bu amaçla nişasta (Merck) kullanılmadan önce 60 o C de 24 saat süreyle kurutuldu. Metil metakrilat (MMA)(Merck) üç kere %5 lik NaOH ile yıkandı, CaCl 2 üzerinde kurutuldu, ve 46 o C de vakum altında destillendi. Azobisizobutironitril (AIBN)(BDH) metanolden iki kere yeniden kristallendirildi ve vakum desikatöründe P 2 O 5 üzerinde kurutuldu. Diğer bütün kimyasallar herhangi bir saflaştırma işlemi yapılmadan kullanıldı. III. a- Aşı Kopolimerin Hazırlanması Aşı kopolimerizasyon radikalik olarak gerçekleştirildi. Bu amaçla 100 ml lik bir polimerizasyon tüpü içerisine belli kütledeki nişasta konularak suyla toplam hacim 30 ml ye getirilip üzerine uygun derişimde başlatıcı ve monomer ilave edildi. Karışım, sıcaklığı polimerizasyon sıcaklığına ayarlanmış su banyosunda (Lauda D40 S, Almanya) belli bir süre tutularak aşılama gerçekleştirildi. Polimerizasyonun sonunda tüp banyodan alınarak 50 ml aseton ilave edilerek bir gece bekletildi. Ham polimer süzülerek ayrıldı. Ham polimer; aşılanmamış nişasta, MMA homopolimeri ve polimmaaşılanmış nişastanın bir karışımıdır. Ham polimer, aşılanmamış nişastayı uzaklaştırmak için yıkama suyu en az üç kez değiştirilerek kaynar su ile 2 saat süre ile yıkandı daha sonra MMA homopolimerini uzaklaştırmak için geri soğutucu altında 2 saat süre ile asetonla yıkandı. Kurutulup, tartılan aşılanmış nişastalardaki % aşılama verimi (%A) gravimetrik olarak belirlendi. %A= (m a /m i )x100 mi: Başlangıç nişasta kütlesi ma: Aşılanmış nişasta kütlesi 3

III. b- Polimerizasyon Hızının Belirlenmesi Aşılama hızı (Rg) aşağıdaki gibi hesaplandı; Aşılama hızı (Rg)= (%A.m i.1000)/(100.v.t.m) burada %A yüzde aşılama verimi, m i başlangıç nişasta kütlesi, V tepkime karışımının toplam hacmi, t tepkime süresi ve M MMA nın molar kütlesidir. IV. Analiz ve Bulgular IV.a- IR Spektroskopisi Örneklerin infrared spektrumları, KBr pellet kullanılarak MATTSON 1000 Model FTIR spektrofotometresiyle alındı. IV. b-termogravimetrik Analiz Termogravimetrik analizler azot atmosferi altında LINSEIS 81 Model termal analizer kullanılarak yapıldı. Örnekler, oda sıcaklığından başlayarak 600 o C ye kadar 10 o C/dak hızla analiz edildi. IV. c-taramalı Elektron Mikroskobu Mikrograflar JEOL model JEM-100 CX II kullanılarak alındı. taramalı elektron mikroskobu IV. d- Sonuçlar ve Tartışma Şekil 1 de saf nişasta ve %54.5 MMA aşılı nişastanın spektrumları birlikte görülmektedir. Aşılı nişastanın spektrumunda PMMA daki karbonil gruplarından gelen 1750 ve 1150 cm -1 deki pikleri yanında, 3000 ve 3800 cm -1 de saf nişastaya ait O-H bandı yayvan bir band halinde gözlenmektedir. 4

Şekil 1. FTIR spektrumu: a) Saf nişasta b) MMA homopolimeri c) %54.5 MMA aşılı nişasta -Polimerizasyon süresi ve sıcaklığı Şekil 2, aşılama veriminin sıcaklık ve zamana bağlılığını göstermektedir. Sıcaklığın 65 o C den 95 o C ye yükseltilmesi aşılama verimini ve aşılama hızını arttırıcı yönde etki yapmıştır. Denenen bütün sıcaklıklarda aşılama verimi sıcaklıktaki yükselmeye bağlı olarak artmaya devam etmiş ve indüksiyon periyodu da gözlenmemiştir. Sıcaklık artışı, AIBN bozunma hızını, dolayısıyla ortamda oluşan serbest radikal derişimini arttırır. Aynı zamanda nişastanın şişebilirliğini, monomer ve başlatıcının nişastaya difüzyon hızını arttırır. 12 Bu etkiler sonucu aşılama hızı ve aşılama verimi sıcaklıkla 5

artar ve 95 o C de aşılama hızı %26/30 dak ve aşılama verimi %38 değerine kadar yükselir. Aşılama veriminin yüksek sıcaklıklarda belli bir süre sonunda hemen hemen sabit bir değerde kalması (doygunluk aşılama verimi), ortamdaki monomer derişiminin oldukça azalmasına bağlanabilir. 7 Monomer molekülleri aşılama ve homopolimerizasyon tepkimelerinde harcanacak ve sıcaklık yükselmesiyle hızlanacak olan MMA nın homopolimerizasyonu tepkimesinde de önemli miktarda monomer tüketilecektir. Aşılama toplam aktivasyon enerjisini belirlemek amacıyla 65-95 o C sıcaklık aralığında yapılan deneylerde elde edilen sonuçlar Tablo 1 de görülmektedir. 45 % Aşılama verimi 40 35 30 25 20 95 C o o 85 C o 75 C o 65 C 15 10 5 0 0 20 40 60 80 100 120 140 Süre, dak Şekil. 2. Aşılama veriminin polimerizasyon sıcaklığı ile değişimi [AIBN] =2.0x10-3 mol/l; [MMA] = 0.313 mol/l; [Nişasta]=1.5g /30 ml 6

Tablo 1. Çeşitli sıcaklıklardaki aşılama hızları (Rg) sıcaklık 1/Tx 10 3 Rgx10 5 logrg+5 ( o C) (mol/l s) 75 2.872 1.333 0.1249 85 2.792 5.111 0.7085 95 2.716 7.072 0.8496 a [AIBN]= 2.0x10-3 mol/l; [MMA]= 0.313 mol/l; süre =15 dak Tablo 1 deki verilerden Arrhenius bağıntısına uygun olarak log Rg ye karşı 1/T nin grafiğe alınmasıyla elde edilen Şekil 3 deki doğrunun eğiminden aşılamanın toplam aktivasyon enerjisinin 89.42 kj/mol olduğu hesaplandı. Şekil 3. Polimerizasyon hızının sıcaklıkla değişimi 7

-Başlatıcı derişimi Başlatıcı derişiminin aşılama verimi üzerine etkisini incelemek amacıyla diğer koşullar sabit tutularak AIBN derişimi 0.125x10-3 den 6.0x10-3 mol/l mol/lye kadar arttırılmış ve Şekil 4 de verilen sonuçlar elde edildi. Şek. 4 den görülebileceği gibi aşılama verimi 2.0x10-3 mol/l AIBN derişimine kadar hızla artmakta ve %29.8 değerine kadar yükselmektedir. Daha yüksek AIBN derişimlerinde ise yavaş da olsa aşılama veriminde bir azalma gözlenmektedir. Aşılama veriminin başlatıcı derişimine bu şekilde bağlılığı tipik bir davranıştır ve nişasta üzerine değişik monomerlerin kimyasal yolla serbest radikalik 13, 14 kopolimerizasyonla aşılanmasında da gözlenmiştir. Beklenildiği gibi başlatıcı derişimindeki artış, AIBN nin sıcaklık etkisi ile bozunması sonucu oluşacak nitril radikalleri derişimini arttıracaktır. Bu serbest radikaller doğrudan nişasta ana zincirinden hidrojen kopararak nişasta makromolekülleri oluşturabilirler ve bu nişasta makromoleküllerinin monomer katmasıyla aşılama ilerler. Nitril radikalleri, aynı zamanda çözeltide MMA nın homopolimerizasyonunu da başlatırlar. Aktif homopolimma zincirlerinin nişasta ana zincirleri ile verecekleri zincir transfer tepkimeleri, aşılama için uygun merkezlerin oluşmasına neden olan diğer bir faktördür. Bu iki proses aşılamayı arttırıcı yönde etki yapar ve bizim koşullarımızda 2.0x10-3 mol/l AIBN derişimine kadar bu etkilerin sonucu aşılama verimi yükselir. AIBN derişimindeki daha fazla artış ise, ortamdaki radikal türlerini arttıracağı için sonlanma tepkimeleri hızlanır. 2.0x10-3 mol/l AIBN derişimi üzerinde aşılama veriminin yavaş yavaş azalması sonlanma tepkimelerinin hızlanmasına ve aşılamayı olumsuz yönde etkilemesine bağlanabilir. 8

35 30 % Aşılama verimi 25 20 15 10 5 0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 3 AIBN x 10, mol/l Şekil 4. Aşılama veriminin başlatıcı derişimi ile değişimi [MMA]=0.313 mol/l; [Nişasta]= 1.5 g /30 ml; süre = 2 st ; sıcaklık = 85 o C -Monomer derişimi Şek. 5 de verilen sonuçlardan görülebileceği gibi, monomer derişimindeki artış aşılama verimini arttırmaktadır. 0.078 mol/l MMA derişiminde %12.5 lik bir doygunluk aşılama verimi elde edilirken 0.469 mol/l MMA derişiminde doygunluk aşılama verimi %55 kadar yükselmektedir. Monomer derişimindeki artış aynı zamanda aşılama hızını da arttırmaktadır. Denenen dört MMA derişimi için de indüksiyon periyodu gözlenmemiştir. Monomer derişimindeki artış nişasta içine difüzlenmiş MMA moleküllerinin sayısını arttırır. Böylece aktif nişasta makromolekülleri ve aktif yan zincirler kolaylıkla ilave etmek için monomer birimleri bulabilirler ve aşılamanın ilerlemesini sağlarlar. 15 9

60 0,469 M % Aşılama verimi 50 40 30 0,313 M 0,157 M 20 0,078 M 10 0 0 20 40 60 80 100 120 140 Süre, dak Şekil 5. Aşılama veriminin monomer derişimi ile değişimi [AIBN] = 2.0x10-3 mol/l; [Nişasta]=1.5 g/30 ml; sıcaklık = 85 o C -Nişasta derişimi Nişasta derişiminin aşılama verimi üzerine etkisini incelemek amacıyla yapılan deney sonuçları Şekil 6 da görülmektedir. 10

35 % Aşılama verimi 30 25 20 15 10 5 0 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Nişasta, g/30 ml Şekil 6. Aşılama veriminin nişasta derişimi ile değişimi [AIBN] =2.0x10-3 mol/l; [MMA] = 0.313 mol/l; süre= 120 dak; sıcaklık= 85 o C Şek. 6 dan görülebileceği gibi nişasta derişimi 1.5 g/30 ml alındığında en yüksek aşılama verimi % 29.8 olarak elde edildi. Daha yüksek nişasta derişimlerinde ise aşılama veriminin azalmasının nedeni, nişastaya oranla monomer derişiminin azalması ile açıklanabilir. 13 -Termogravimetrik analiz (TGA) Şek. 7 de saf nişasta ve %54.5 MMA aşılı nişasta örneklerinin TGA sonuçları verilmiştir. Saf nişastanın 290 o C de başlayan kütle kaybı 500 o C de %91.39 değerine kadar yükselmiştir. Aynı sıcaklık için %54.5 aşılı örnekteki kütle kaybı %89.2 değerine ulaşmıştır. Saf nişastanın 290 o C dolayında gözlenen bozunma sıcaklığı aşılama sonucu artarak %54.5 aşılamada 298 o C ye yükselmiştir. 11

Şekil 7. TGA eğrileri a) saf nişasta b) %54.5 MMA aşılı nişasta -Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) MMA aşılanmasının nişasta morfolojisine etkisi SEM ile incelendi. Şek.8 de aşılanmamış, %9.2 ve %29.8 MMA aşılanmış nişastanın yüzey görüntüleri birlikte verilmiştir. SEM mikrografları, aşılama ile nişastanın granül yapısının değiştiğini göstermiştir. 10,13 12

13

V. Sonuç ve Öneriler Bu çalışmada, nişasta üzerine organik bir başlatıcı olarak AIBN kullanılarak sulu ortamda MMA monomeri aşılanmıştır. Sıcaklığın yükseltilmesi aşılama verimini ve aşılama hızını arttırıcı yönde etki yapmıştır. Denenen bütün sıcaklıklarda (65-95 o C) aşılama verimi sıcaklıktaki yükselmeye bağlı olarak artmaya devam etmiş ve indüksiyon periyodu da gözlenmemiştir. Optimum başlatıcı derişimi 2.0x10-3 mol/l de nispeten daha yüksek aşılama verimi (%29.8) elde edilmiştir. Daha yüksek AIBN derişimlerinde ise yavaş da olsa aşılama veriminde bir azalma gözlenmişdir. Monomer derişimindeki artış aşılama verimini arttırmaktadır. Nişasta derişimi 1.5 g/30 ml alındığında en yüksek aşılama verimi (% 29.8) olarak elde edilmiştir. Daha yüksek nişasta derişimlerinde ise aşılama verimi azalmıştır. SEM mikrografları, aşılama ile nişasta morfolojisinin homojen görüntüsünün değiştiğini, termogravimetrik analiz sonuçları ise aşılamanın nişastanın bozunma sıcaklığını dolayısıyla termal kararlılığını arttırdığını göstermiştir. Sonuç olarak bu proje çalışmasının bundan sonra yapılacak olan aşılama çalışmalarına ışık tutacağı ve iyi bir örnek teşkil edeceği düşünülmektedir. 14

VI. Kaynaklar 1. H. Keleş, M. Çelik, M. Saçak, L. Aksu, J. Appl. Polym. Sci., 74, 1547, (1999). 2. J.S. Shukla, S.C. Tiwari and S.K. Dixit, J. Appl. Polym. Sci., 40, 1425, (1990). 3. I. Castellano, B. Pascual, B. Vazquez, I. Goni, and M. Gurruchaga, J. Appl. Polym. Sci., 54, 577, (1994). 4. M.Saçak and M.Çelik, J. Appl. Polym. Sci., 59, 1191, (1996). 5. M. Çelik and M. Saçak, J. Appl. Polym. Sci., 59, 609, (1996). 6. M. Çelik and M. Saçak, J.M.S- Pure Appl. Chem., A33(2), 191, (1996). 7. K. M. Mostafa, J. Appl. Polym. Sci., 56, 263, (1995). 8. G.F. Fanta, R.L. Shogren, J. Appl. Polym. Sci., 65, 1021, (1997). 9. D. Trimnell, G.F. Fanta, and J.H. Salch, J. Appl. Polym. Sci., 60, 285, (1996). 10. J. Gao, J. Yu, W. Wang, J.M.S- Pure Appl. Chem., A35(3), 483, (1998). 11. V. D. Athawale and S. C. Rathi, J.M.S-Rev. Macromol. Chem. Phys., C39 (3), 445, (1999). 12. L. Rahman, S. Silong, W.MD. Zin, M.Z.AB Rahman, M. Ahmad, J. Haron, J. Appl. Polym. Sci., 76, 516, (2000). 13. J.P. Gao, R.C Tian, J.G. Yu and M.L. Duan, J. Appl. Polym. Sci., 53, 1091, (1994). 14. V. D. Athawale and S. C. Rathi, J.M.S-Rev. Macromol. Chem. Phys., C39 (3), 445, (1999). 15. V. D. Athawale and S. C. Rathi, J. Appl. Polym. Sci., 66, 1399, (1997). 15

VII. Ekler a) Mali Bilanço ve Açıklamaları Aşağıda, bu proje kapsamında yapılan harcamalar tarih sırasına göre verilmiş olup, ayrıca mali bilanço Tablo 2 de verilmiştir. 26.03.2001: Kırtasiye Malzemesi (Casper Computer) 145,000,000TL 13/06/2001: Kimyasal Madde 10 Kalem (Global Tic.Ltd.Şti.)468,400,000TL 12.07.2001: Buzdolabı alımı (Bemtaş AŞ) 270,000,000TL 25.10.2001: Kırtasiye Malzemesi. (Alver Kırtasiye) 55,000,000TL 07/06/2002: 7 kalem kimyasal madde ( Atlas kimya) 446,000,000TL 03/07/2002: Daldırmalı termostat cihazı için 1,000,000,000 TL ek ödenek alındı. 18/11/2002: Daldırmalı termostat ( Tetra tekn.sis) 1,168,200,000TL Tablo 2. Projenin mali bilançosu Tarihi 100 200 300 400 500 600 Diğer Toplam 26/03/2001 0 0 0 145,000,000 0 0 0 13/06/2001 0 0 0 468,400,000 0 0 0 12/07/2001 0 0 0 55,000,000 0 270,000,000 0 07/06/2002 0 0 0 446,040,000 0 0 0 18/11/2002 0 0 0 0 0 1,168,200,000 0 Gider Top 0 0 0 1,114,440,000 0 1,438,200,000 0 2,552,640,000 Gelir Top 0 0 375,000,000 887,445,000 0 1,298,000,000 0 2,560,445,000 Kalan 0 0 375,000,000-226,995,000 0-140,200,000 0 7,805,000 b) Makine ve Teçhizatın Konumu ve İlerideki Kullanımına Dair Açıklamalar (BAP Demirbaş numaraları dahil ) Bu projeden alınan Daldırmalı Termostat cihazı halen devam eden araştırmalarda kullanılmaktadır. Bundan sonraki projeler için de kullanılabilecek durumdadır. 16

e) Yayınlar (hakemli bilimsel dergiler) ve tezler Bu projeden, bir tane yurt dışı yayın yapılmıştır. 1. Çelik M, Saçak M, Synthesis and Characterization of Starch- Poly(methyl methacrylate) Graft Copolymers, Journal of Applied Polymer Science, 86, 53-57 (2002) (SCI) Teşekkür Projeyi destekleyen A.Ü Bilimsel Araştırma Projeleri Müdürlüğüne ve çalışanlarına katkılarından dolayı teşekkürlerimi sunarım. 17