Kaprolaktonun Halka Açılması Polimerizasyonu İle Fonksiyonel Polimerlerin Sentezi Ve Bağlayıcı Olarak Kullanımları İçin Modifikasyonları

Abstract

Bu tezde, organik kaplama uygulamalarına yönelik olarak yeni yağ-temelli polimerik bağlayıcılar geliştirilmiştir. Bu amaçla, ε-Kaprolakton (KL) monomerinin halka açılması polimerizasyonu (HAP) ile fonksiyonel polimerler hazırlanmış ve iki farklı strateji kullanılarak modifiye edilmiştir. İlk stratejide, yağ-temelli poliester, ayçiçek yağı kısmi gliseritleri (AYKG) varlığında KL’nin HAP’ı ile hazırlanmıştır. Daha sonra, bu makromonomer üretan bağlarıyla benzokzazin monomerine bağlanmıştır. İkinci stratejide, bir vinil fonksiyonel poliester temelli makromonomer 2-hidroksietil metakrilat başlatıcısı varlığında KL’nin HAP’ı ile elde edilmiştir. Elde edilen makromonomerin, stiren ve vinil trimetoksisilan ile kopolimerizasyonundan bir terpolimer elde edilmiştir. Daha sonra, bu terpolimer, sol-gel prosesinin avantajları kullanılarak, AYKG ile modifiye edilmiştir. Polimer numuneleri ve polimerlere ait filmler spektroskopik ve termal karakterizasyon metotları ile incelenmiştir. Elde edilen yağ-temelli bağlayıcılar, yapışma, esneklik, baz, asit ve su dayanıklılığı açısından iyi film özellikleri vermiştir. Ayrıca, termal karakterizasyon çalışmaları, polimer yapıya benzokzazin eklenmesinin ve poliester zincirleri arasında siloksan bağları kurulmasının termal kararlılığı artırdığını göstermiştir. Sonuç olarak, bu bağlayıcıların kaplama malzemesi olarak kullanılabileceği anlaşılmıştır.

In this thesis, new polymeric oil-based binders were developed for the organic coatings applications. For this purpose, functional polymers, were prepared by the ring opening polymerization (ROP) of ε-caprolactone (CL), and further modified by using two strategies. In the first strategy, oil-based polyester was prepared by the ROP of CL using sunflower oil partial glycerides (SFOPG) as the initiator. Then, this macromonomer was combined with benzoxazine monomer via urethane linkages. In the second strategy, a vinyl functional polyester based macromonomer was obtained by the ROP of CL in the presence of 2-hydroxyethyl methacrylate initiator, and then copolymerized with styrene and vinyl trimethoxysilane, yielding a terpolymer. This terpolymer was then further modified with SFOPG by utilizing the benefits of sol-gel process. The polymer samples and their films were investigated by spectroscopic and thermal characterization methods. The obtained oil-based binders gave good film properties such as adhesion, flexibility, alkali, acid and water resistances. Additionally, the thermal characterization studies revealed that the incorporation of benzoxazine monomer into the structure and siloxane bridges formed between the polyester chains enhanced the thermal stability. In the end, it was understood that these binders could be used as coating materials.