Fotopolimerizasyon Ve Atom Transfer Radikal Polimerizasyon Yöntemlerinin Birleştirilmesi İle Blok Kopolimer Sentezi

Abstract

Bu çalışmada; fotopolimerizasyon ve atom transfer radikal polimerizasyonu (ATRP) yöntemleri kullanılarak metil metakrilat (MMA) ve stiren (St) kopolimerleri sentezlenmiştir. ATRP’de makrobaşlatıcı olarak kullanılan –Br uç gruplu polimetilmetakrilatların (PMMA) sentezi 2 aşamada gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada, farklı konsantrasyonlarda N,N-Dimethylethanolamine (DMEA) ve benzofenon başlatıcı sistemi kullanılarak farklı molekül ağırlıklarına sahip –OH uç gruplu PMMA sentezlenmiştir. İkinci aşamada ise, bu –OH fonksiyonel grubuna sahip polimerler 2-bromopropionil bromür ile trietilamin varlığında esterleştirilerek –Br uç gruplu PMMA elde edilmiştir. Sentezlenen bu –Br uç gruplu polimerler, St’nin atom transfer radical polimerizasyonunda CuBr/2,2’-bipiridin katalizörleri eşliğinde makrobaşlatıcı olarak kullanılmıştır. Deneyler neticesinde, GPC ve 1H-NMR sonuçlarına dayanarak kopolimerler elde edildiği ispatlanmıştır. Ayrıca GPC ve 1H-NMR sonuçlarından hesaplanan kopolimer bileşim değerlerinin birbirine yakınlığı, hedeflenen polimerlerin başarıyla sentezlendiğini desteklemiştir.Teorik olarak hesaplanan molekül ağırlıklarının deney sonuçları ile uyumluluğu, polimerizasyon esnasında yapılan kinetik çalışma ve dar polidispersiteye sahip kopolimerlerin elde edilmesi çalışmalarımızda yaşayan/kontrollü polimerizasyonun yürüdüğünü göstermektedir.

Block copolymers of methyl methacrylate (MMA) and styrene (St) were synthesized by combining photopolymerization and atom transfer radical polymerization (ATRP) methods. The bromine ended poly(methyl methacryalate) (PMMA) which was then used as initiating system in ATRP was synthesized in two steps. In the first step; the MMA was photopolymerized in the presence of N,N-Dimethylethanolamine (DMEA) and benzophenone as an initiating system and the polymers containing final –OH groups, capable to participate in esterification reactions, were obtained. In the second step; these –OH functionalized polymers were esterified by 2-bromopropionyl bromide in the presence of triethylamine and bromine ended PMMA was synthesized.The bromine functionalized polymers were used as initiators in ATRP of St carried out in bulk in conjuction with CuBr/2,2’-bipyridine as catalytic system providing block copolymers with a narrow polydispersity. The unimodal shapes of the traces obtained at GPC and the 1H-NMR spectrum prove that the copolymers were obtained. Almost the same values for copolymer compositions were obtained again from GPC and the 1H-NMR analyses.The good correlation between determined molecular weight with the calculated one, as well as the kinetic study indicates a fully controlled/living radical polymerization with obtaining block copolymers with narrow polydispersity.