Metil Metakrilat Ve Bütil Akrilat Kopolimerlerinden Elektrospun Yöntemi İle Nanolif Eldesi

Abstract

Bu çalışma iki bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, yapıştırıcı ve yüzey kaplama uygulamalarında kullanılmak üzere, elektrospun yöntemi ile Butil akrilat (BA)/Metil metakrilat (MMA) kopolimerinden nanolif eldesi amaçlanmıştır. Bunun için öncelikle BA ve MMA’ın emülsiyon polimerizasyonu, potasyum persülfat başlatıcısı kullanılarak sulu ortamda yapılmıştır. Lif çapı gibi, nanolif morfolojisini etkileyen elektrospun işlem parametreleri ve çözelti parametreleri incelenmiştir. İşlem parametresi olarak; besleme hızı, çözelti parametresi olarak; Polimer çözelti konsantrasyonu ve çözücünün dielektrik sabiti incelenmiştir. Besleme hızı arttıkça, Çözelti konsantrasyonu arttıkça nanolif çaplarında artış meydana gelmiş ve nanolif morfolojisi önemli ölçüde değişmiştir.Çözelti parametresi için DMF,THF,Aseton gibi üç farklı çözücü kullanılmış ve bu çözücülerin dielektrik sabitleri hesaplanmıştır, dielektrik sabiti arttıkça oluşan nanoliflerin çaplarının inceldiği ve dielektrik sabiti fazla olan çözeltiden elde edilen liflerin boncuksuz, homojen yapıda olduğu gözlenmiştir. Poli(BA-co-MMA) lifleri ilk defa bu çalışmada elde edilmiştir. Elde edilen bu liflerin, hidrofobik özelliklerinden dolayı, gözlük camı kaplama malzemesi olarak kullanılması ve gözlük camının yüzeyinde suyun ve lekenin tutumadan, akıp gitmesini sağlaması amaçlanmıştır. Tezin ikinci bölümünde, BA, MMA ve perfloroetil alkil metakrilatları içeren kopolimerlerden nanolif eldesi amaçlanmıştır. Poli(PFMA-MMA-BA) kopolimeri süper kritik CO2 ortamında, 200 bar’da ve 80 oC’de başlatıcı olarak AIBN kullanılarak serbest radikal polimerizasyonu ile sentezlenmiş, bu kopolimerler hazır olarak Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsünden temin edilmiştir. Bu çalışma için üç farklı özellikte kopolimerler kullanılmış,bunların nanolif oluşumuna etkileri ve hidrofob özellikleri araştırılmıştır. Tüm kopolimerler için elektrospun yöntemi kullanılarak, nanolifler elde edilmiştir. Tüm kopolimerler yapısal olarak FTIR-ATR, NMR spektroskopisi kullanılarak, termal olarak DSC analizi ile, Morfolojik olarak SEM ile analiz edilmiş ve Molekül ağırlıklarını tayin etmek için GPC kullanılmıştır.

This study can be categorized into two parts. The first parts aims to obtain Nanofibers of Butyl Acrylate/Methyl Methacrylate copolymer by electrospun method which can be used for adhesives and coatings. Emulsion polymerization of Butyl Acrylate(BA) and Methyl Methacrylate(MMA) initiated by Potassium Persulfate(KPS) in the aqeuos medium was performed. Processing parameters, Effect of solution concentration of polymer and dielectric of solvents on the morphology was investigated. Based on the parameter study, electrospun P(BA-co-MMA) fibers as small as 390±30 nm were successfully produced. The diameters of the fibers increase slightly as the concentration of the P(BA-co-MMA) solution is increased and Bead-free nanofibers and smaller fibers can be obtained for the polymer solutions having high dielectric constant. The second aim was to obtain perfluoroethyl alkyl methacrylate containing Butyl Acrylate/Methyl Methacrylate copolymer nanofibers. Thus, Statistical copolymers of poly(PFMA-ran-MMA-ran-BA) were synthesized in supercritical carbon dioxide at 200 bar and 80oC using AIBN as an initiator in a heterogeneous free radical copolymerization medium (obtained from Gebze Institue of Technology). Spectroscopic, morphological and thermal characterization of nanofibers were performed by Fourier Transform Infrared-Attenuated Total Reflectance(FTIR-ATR), Nuclear Magnetic Resonance Spectrometric Measurements(1H-NMR), Scanning Electron Microscopy(SEM), Differential Scanning Calorimetry(DSC). Number average(Mn) and weight average(Mw) molecular weights were determined in ultra pure THF solvent using Gel Permeation Calorimetry(GPC). The effect of Fluorine content on the properties of nanofibers were investigated as the Fluorine content increase in the copolymer resulted a decrease in the diameter of nanofibers. The contact angle measurements indicated that the electrospun nanofiber copolymers were superhydrophobic and superoleophobic.