Katanyonik Surfaktan Çözeltilerinde Sentezlenen Kendini Onarabilen Hidrojeller

Abstract

Bu tezin amacı, hem yüksek mekanik dayanıma sahip hem de kendini iyileştirme yeteneği olan hidrofobik modifiye poliakrilamid hidrojellerini katanyonik surfaktan çözeltilerinde, miseller kopolimerizasyon tekniği ile sentezlemektir. Hidrofobik modifiye hidrojelleri elde etmek için kullanılan uzun alkil zincirli hidrofoblar, miseller içerisinde çok az çözünmekte veya çözünmemektedirler. Bu nedenle, uzun alkil zincirli hidrofobların çözünmesine olanak sağlayan daha büyük miselleri elde etmek amacıyla katanyonik surfaktan çözeltileri kullanılmıştır. Ayrıca çalışmada katanyonik surfaktan çözelti konsantrasyonlarının, bu çözeltilerde sentezlenen hidrojellerin mekanik özelliklerine etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu tez kapsamında, katanyonik miselleri oluşturmak için anyonik yüzey aktif madde sodyum dodesil sülfat (SDS) ile katyonik setiltrimetilamonyum bromür (CTAB) kullanılmıştır. Denemelerde, toplam yüzey aktif madde konsantrasyonu 0,24 M olacak şekilde sabit tutulurken SDS miktarı molce % 0- 15 arasında değiştirilmiştir. Katanyonik misel çözeltileri içerisinde akrilamidin (AAm) stearil metakrilat (C18) ile kopolimerizasyonu gerçekleştirilmiştir. SDS içeriğinin artmasına bağlı olarak meydana gelen misel boyut artışı, hidrofobik blok uzunluğunun artmasına, hidrofilik zincir başına düşen çapraz bağ yoğunluğunun azalmasına yol açmıştır. Ayrıca jel yapısındaki hidrofobik bloklar arasında oluşan hidrofobik etkileşimler, fiziksel çapraz bağ işlevi görmektedir. Sonuç olarak, kendini iyileştirme etkinliğine ve yüksek mekanik dayanıma sahip hidrofobik modifiye hidrojeller, katanyonik çözeltilerinde sentezlenmiştir.

The aim of thesis to obtain hydrophobically modified polyacrylamide hydrogels in catanionic surfactant solutions exhibite both self-healing behaviour and good mechanical performance. Large hydrophobes used for synthesis of hydrophobically modified hydrogels are insoluble or slightly soluble in micelles. Therefore, catanionic surfactant solutions used to gain growing micelles, to provide solubilization of large hydrophobes. Also investigation of catanionic surfactant composition effect onto mechanical properties of hydrogels were intented. In this study, the growth of micelles was achieved by mixing sodium dodecyl sulfate (SDS) with cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) to produce catanionic surfactant solutions. Total surfactant concentration was set to 0.24 M while the amount of SDS was varied between 0 and 15 mol %. Because of the micellar growth, solubilization capacity of the micellar solution for the hydrophobes increased with increasing amount of SDS. The micellar copolymerization technique was then utilized to copolymerize acrylamide (AAm) and stearyl methacrylate (C18) in the solution of the mixed micelles. Rhelogical measurements show that longer hydrophobic blocks will form but the number of crosslinks per primary polymer chain will decrase because of micellar growth. The hydrophobic interactions between hydrophobic blocks act as physical crosslinks. Mechanically strong and self-healing hydrogels were synthesized in catanionic solutions.