Bazı Metal Yüzeylerin Kendiliğinden Polimerik Jelle Kaplanması Ve Kaplama Kinetiğinin Eş Zamanlı Olarak Takibi

Abstract

Bu çalışmada monomer (polimeri oluşturan en küçük birim) olarak akrilamit (AAm), çapraz bağlayıcı olarak N, N-methylene bisacrylamide (BIS) ve polimerleşmeyi başlatıcı molekül olarak amonyum persülfat (APS) ve çözücü olarak saf su kullanarak çelik yüzeyi üzerine jel kaplama işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu kaplama işlemi bugüne kadar bilinen yöntemlerin dışında oldukça kolay ve hiçbir işleme gerek kalmadan jelin metal yüzeyine kendiliğinden kaplanması şeklinde olmaktadır. Jelleşme işlemi metal yüzeylerden başlayarak çelik etrafını bir kılıf gibi sarmakta ve jelleşme miktarı zamana bağlı olarak artmaktadır. Kullanılan deneysel metot; sadece kaplanan metallerin toplam kütlesinin farklı zaman aralıklarında hassas bir terazi aracılığıyla ölçülmesine dayanmaktadır. Kaplamanın gerçekleştirilmesi için metal bir malzeme, hassas bir terazi ve yukarıda bahsedilen kimyasal malzemeler (AAm, BIS, APS ve su) yeterli olmaktadır. Metal yüzey dışında (çözelti kabı içerisinde) polimerleşmenin olup olmadığı ise jel çözeltisi içerisine katılan floresans özelliğe sahip moleküller aracılığıyla (izleme molekülleri) kontrol edilmiştir. Polimere dönüşen monomer miktarının zamanın fonksiyonu olarak ölçülebilmesi polimerleşme kinetiğinin neredeyse eşzamanlı olarak takibi için yeni bir teknik imkanı sunmaktadır. Bu yöntemle, değişen parametrelere göre polimerleşme hızı ve kompozit hız sabiti gibi bazı kinetik parametrelerin polimerleşme süresince büyük bir doğrulukla ölçülebilmesi ve mevcut teorilerin test edilmesi mümkün olmaktadır. Metal yüzeylerin bu yolla ince polimer filmleri şeklinde de kaplanması mümkün gözükmektedir. Ortalama kaplama kalınlığınınn zamanın fonksiyonu olarak kontrol edilebileceği öngörülmekle birlikte homojen kaplama konusunda henüz istenilen seviyeye ulaşılamamıştır. Oluşan kimyasal jel hiçbir çözücüde çözünmemekte, ancak su içerisinde şişme özeliğine sahip olmaktadır. Bu yüzden su dışındaki organik çözücüler (mesela; metanol, etanol, toluen) içerisinde bulunan metal yüzeylerinin korunmasında etkili olabileceği düşünülmektedir.

In this study, the steel surfaces were coated with gel by using (acrylamide) AAm as a monomer which is the smallest part of the polymer, N, N-methylene bisacrylamide (BIS) as a cross-linker, ammonium per sulphate (APS) as an initiator and distilled water as solvent. This coating process that is easy, covers the metal surface spontaneously without another operation other than well-known methods. Gelation process begins from metal surfaces and adsorbes on it tightly and the amount of gelation increases as a function of time. Experimental method used is based on measuring only the total mass of the coated metal in different time intervals by using an assay-balance. A metal, an assay-balance and the chemical materials (AAm, BIS, APS and distilled water) mentioned above are sufficient to obtain the coating. The trace amount of fluorescence molecules (probes) are added to the pre-polymerization solution to control whether the polymerization occurs in the solution or not. Measuring the amount of the polymer deposited on the metal surface as a function of time, enables us to observe the polymerization kinetics in a new technique. Using this method makes it possible to measure the polimerization rates and composite rate constants with respect to varying parameters in accuracy and to test the actual theories. This method also makes it possible to coat the metal surfaces as thin films. It is foreseen that the average thickness of the coating can be controlled as a function of time but the homogenity of the coating can not be controlled as intended. The obtained chemical gel can not be dissolved in any solvent, but it has the propertiy of swelling only in water. Because of this, to protect the metal surfaces against organic solvents, such as methanol, ethanol, toluene, this coating technique can be used efficiently.