Perfluoroalkil metakrilat ve metil metakrilat monomerlerinin scCO2 ortamında kopolimerizasyonu ve kopolimer molekül ağırlığı üzerine CO2 miktarının etkisi


CENGİZ U. , Gengeç N. A. , Erbil H. Y.

23. Ulusal Kimya Kongresi, Sivas, Türkiye, 1 - 04 Haziran 2009, ss.26

  • Basıldığı Şehir: Sivas
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.26

Özet

Süper kritik karbondioksitin (SkCO2) polimer sentezinde, geleneksel sıvı çözgenlere alternatif bir ortam olarak kullanımı hem akademik olarak hem de endüstriyel olarak aktüeldir. CO2 düşük moleküler ağırlığa sahip moleküller (örneğin monomerler) için iyi bir çözgenken, pratik şartlarda sadece polisiloksanlar ve amorf floropolimerler gibi polimerler için oldukça fazla çözünürlük gösterir. MMA, ticari bir floropolimer olan Perfloroalkil metakrilat (Zonly-TM-Dupont) monomerleri ve başlatıcı olarak AIBN paslanmaz çelikten yapılan reaksiyon kabı içerisine konuldu. Reaksiyon kabı istenen sıcaklığa getirilip içine şırınga pompasından bilinen miktar CO2 basıldı. İstatiksel kopolimerlerin sentezinde Zonly bileşimi % mol 0,7-10 arasında değiştirilerek sabit sıcaklık (80 oC) ve reaksiyon süresinde (16 saat) polimerizasyonlar oluşturulmuş ve iki seri kopolimer (A ve B) üretilmiştir. A serisinde ortamdaki CO2 mol sayısı tüm polimerizasyonlarda sabit olup 0,83 mol iken, B serisinde ise 1,19 mol dür. Sentezlenen kopolimerler toluende çözülüp, metanolde çöktürülerek saflaştırıldı, bir gece kurutulduktan sonra Osvalt viskozimetresi ile intrinsic viskozite değerlerine bakıldı. Kopolimer GPC ile molekül ağırlığı tayin edildi, H-NMR ile kopolimer kimyasal yapısı karakterize edildi. Bu çalışmayı literatürdeki diğer çalışmalardan ayıran en önemli özellik, CO2 ortamında oluşturulan polimerizasyonda, elde edilen kopolimer molekül ağırlığının (XCO2/XZONLY) oranı değişimine bağlı olarak incelenmesidir. Bu değişim incelenirken her bir seri için, kendi içinde sabit CO2 mol sayısında Zonly-TM miktarı değiştirilip elde edilen kopolimerler karakterize edilmiştir. İki seri kıyaslandığı zaman, A serisinde üretilen kopolimerlerin ( P ~ 130 bar) B serisinde ( P ~ 160 bar) üretilen kopolimerlere göre daha yüksek molekül ağırlığına sahip olduğu görülür. B serisi için polimerizasyon basıncı daha yüksek (daha fazla mol CO2) olmasına rağmen daha düşük molekül ağırlıklı kopolimerler sentezlenmesi bir çelişki gibi görülse de, birim CO2 başına düşen toplam monomer mol sayısı sabit % Zonly bileşiminde seri A da seri B ye göre daha fazladır ve monomer başına düşen CO2 miktarı arttıkça CO2 içindeki monomer çözünürlüğü artacağından moleküler ağırlık da artacaktır. Çalışmada seri A ve Seri B kopolimerlerinin (XCO2/XZonly) oranı arttıkça, Mw, Mv ve intiristik viskozite değerlerinin arttığı görülmektedir.