Polistiren Jellerindeki Yapısal İnhomojenitenin Statik Işık Saçınımı Tekniği İle Saptanması

Abstract

Bu çalışmanın amacı polistiren jellerinin sentez sonrası durumlarındaki inhomojenite derecelerininin statik ışık saçınımı tekniği ile incelenmesidir. Polistiren jelleri stiren monomeri ile etilen glikol dimetakrilat (EGDM) çapraz bağlayıcısının serbest radikal mekanizma ile kopolimerizasyonu sonucu elde edilmiştir. Senez şartlarına bağlı olarak polistiren jellerindeki inhomojenite derececeleri incelenmiştir. Bu amaçla, çapraz bağlayıcı konsantrasyonu, kinetik zincir uzunluğu ve çözücü kalitesi gibi sentez parametreleri değiştirilerek farklı inhomojenite derecelerine sahip jeller elde edilmiştir. Polistiren jellerindeki fazla saçınım, jel örneklerinden saçınma intensitileri ile aynı monomer konsantrasyonunda sentezlenen polistiren çözeltilerinden saçınan ışık intensitileri arasındaki farktan hesaplanmıştır. Jellerdeki fazla saçınım değerleri ile jellerin inhomojenite dereceleri saptanmıştır. Statik ışık saçınımı ölçümlerinin yanında, jeller şişme ve elastik modül ölçümlerine de tabii tutulmuştur. Yapılan çalışmalar sonucunda polistiren jellerinin inhomojenite derecelerinin çapraz bağlayıcı (EGDM) konsantrasyonunun arttırılması ve çözücü kalitesinin azaltılması ile arttığı gözlenmiştir. Aynı zamanda polimerizasyon sırasında zincir transfercisinin kullanılması ve jellerin büzülmesi durumlarında ise jellerin inhomojenite derecelerinin azaldığı saptanmıştır.

The aim of this study is to determine the degree of spatial inhomogenity in polystyrene gels by static light scattering technique at a gel state just after their preparation. In this study, the gels were prepared by free radical crosslinking copolymerization of styrene and ethylene glycol dimethacrylate (EGDM) crosslinker. The extent of spatial inhomogenity in polystyrene gels was investigated as a function of the gel synthesis parameters. The experimental parameters varied were: the crosslink density, the kinetic chain length and the solvent quality. A variety of synthesis conditions has been applied to obtain polymer gels with different degree of inhomogenity. The excess scattering of polystyrene gels was determined by subtracting the scattering intensity of an uncrosslinked polystyrene solution with the same polymer concentration from the scattering intensity of the gel. The excess scattering of polystyrene gels is taken as a measure of their inhomogenity. The gels were characterized by the swelling and elasticity tests as well as the static light scattering measurements at a gel state just after their preparation. Finally, in order to obtain gels with a minimum degree of spatial gel inhomogeneity, one should reduce the effective crosslink density of gels by (a) decreasing the crosslinker concentration, (b) adding a chain transfer agent in the gel formation system, or (c) using a good solvent as the medium of the crosslinking copolymerization.