Raft Yöntemi İle Stirenlenmiş Yağ Üretimi

Abstract

Yağların modifikasyonu, organik kaplama malzemelerinin film özelliklerini iyileştirmek amacıyla sıklıkla uygulanan bir prosestir. En önemli modifiye yağlardan biri de stirenlenmiş yağlardır. Fakat klasik yöntemle elde edilen stirenlenmiş yağlar, homopolistiren oluşumu nedeniyle istenilen film özelliklerine sahip olamamaktadır. Homopolimerizasyonun önlenmesi için bugüne kadar çeşitli yöntemler geliştirilmiştir. Kontrollü/yaşayan radikal polimerizasyon tekniklerinden biri olan tersinir katılma-ayrılma zincir transfer (Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization-RAFT) yöntemi ile homopolimerizasyon önlenebilmekte, polimer yapısının kontrolü ve dar molekül dağılımlı polimerlerin eldesi sağlanabilmektedir. Bu metod ile polimerlerin zincir molekül ağırlıkları ve molekül dağılımları önceden tahmin edilebilmektedir. Yapılan bu çalışmada, öncelikle S-1-Dodesil-S’-(&#945;,&#945;’-dimetil-&#945;”-asetik asit)-tritiokarbonat ve S-S’-Bis(&#945;,&#945;’-dimetil-&#945;”-asetik asit)-tritiokarbonat RAFT ajanları literatüre uygun olarak sentezlenmiştir. Bu RAFT ajanları varlığında bir ve iki karboksil fonksiyonlu polistiren elde edilmiştir. Polimerizasyonda optimum değerler 1/0.01:Stiren/RAFT ajanı oranı kullanılarak 1.5 saat sürdürülen reaksiyon ile elde edilmiştir. Ayçiçek yağından elde ettiğimiz kısmi gliserid 2,4 toluen diizosiyanat ile reaksiyona sokularak katılma ürünü elde edilmiştir. Elde edilen karboksil fonksiyonlu polistiren örnekleri, katılma ürününe eklenerek stirenlenmiş yağ elde edilmiştir. Elde edilen polimer ve stirenlenmiş yağ ürünlerinin moleküler ağırlık ve polidispersiteleri GPC analizi ile gözlenmiştir. FT-IR ve 1H NMR analizleri ile karakterizasyonları yapılmıştır. Termal dayanımlarının ölçülmesi için TGA analizi yapılmıştır. Ürünlerin film özellikleri uygun standartlara göre incelenmiştir. Elde edilen polimer ve stirenlenmiş yağ örneklerinin düşük polidispersiteye (<1.5) sahip oldukları gözlenmiştir. Stirenle modifiye edilmiş yağın kısa sürede kuruyan; alkali, asit ve suya dayanıklı filmler verdikleri görülmüştür. Yapıdaki yağ oranının artması filmlerin yapışma ve esneklik özellikleri iyileştirmiştir. En iyi filmler ortamda %10 hidroksil grubu serbest bırakılarak 1/0.5/0.11:kısmi gliserid/TDI/polistiren(bir karboksil fonksiyonlu) ve 1/0.48/0.06:kısmi gliserid/TDI/polistiren(iki karboksil fonksiyonlu) mol oranı kullanılarak elde edilen stirenlenmiş yağlarda gözlenmiştir.

The modification of oils is the process which is frequently applied to improve the film properties of organic coating materials. One of the important modified oils is the styrenated oils. However, styrenated oils which produced by classical method don’t show good film properties because of homopolystyrene formation. On the purpose of preventing the homopolymerization, various methods have been developed until now. Homopolymerization can be stopped, polymer structure can be controlled and polymers with narrow polydispersities can be obtained by Reversible Addition-Fragmentation Chain Transfer Polymerization (RAFT) method which is one of the controlled/living free radical polymerization techniques. Chain molecule weights and polydispersities of polymers could be presupposed by means of this method. At this study, firstly, S-1-Dodecyl-S’-(&#945;,&#945;’-dimethyl-&#945;”-acetic acid)-trithiocarbonate ve S-S’-Bis(&#945;,&#945;’-dimethyl-&#945;”-acetic acid)-trithiocarbonate RAFT agents were synthesized according to literature. Mono and dicarboxyl functionalized polystyrene was derived by using this RAFT agents. Optimum values of polymerization were obtained after the reaction with 0.1/0.01:Styrene/RAFT agent ratio for 1.5 hour. Addition product was gained by the reaction of partial glyceride produced from sunflower oil and 2,4 toluene diisocyanate. Styrenated oil was derived by combining the carboxyl functionalized polystyrene to the addition product. Molecular weight and polydispersities of the polymers and styrenated oil samples were viewed by GPC analysis. FT-IR and 1H NMR were used for structured lighting. Thermal resistances were observed by TGA analysis. Film properties of the products were searched according to related standarts. It is viewed that obtained polymers and styrenated oil samples have low polydispersities (<1.5). Styrene modified oils gave good films which were short time-dried; resistant to alkaline, acid and water. Increasing oil ratio in the structure improved the adhesion and flexibility of the films. The best films were seen at the samples which were produced with 1/0.5/0.11:partial glyceride/TDI/polystyrene (mono carboxyl functionalized) and 1/0.48/0.06:partial glyceride/TDI/polystyrene(di carboxyl functionalized) by releasing %10 free hydroxyl group in the medium.