Sıcaklığa Duyarlı İyonik Poli(n-t-butilakrilamid-co-akrilamid) Hidrojellerinin Şişme Özellikleri Ve Elastik Davranları

Abstract

Bu çalışmada, (N-t-butilakrilamid-co-akrilamid) esaslı bir seri sıcaklığa duyarlı iyonik hidrojel serbest-radikal çapraz bağlanma kopolimerizasyonu ile t-butanol-su (1:1) karışımı içerisinde sentezlendi. Denemelerde monomer karışımındaki N-t-butilakrilamid (TBA)’in mol kesri 0.60 olarak sabit tutuldu. İyonik komonomer olarak 2-akrilamido-2-metilpropansulfonik asit sodyum tuzu değişik konsantrasyonlarda kullanıldı. Hidrojeller şişme ve mekanik ölçümlere tabi tutuldu. Ağyapı zincirleri üzerindeki t-butil gruplarından dolayı, hidrojellerin metanol-su, etanol-su, dimetilsülfoksid(DMSO)-su gibi çözücü karışımlarında reentrant konformasyonel geçişler gösterdikleri saptandı. Hidrojellerin iyonik grup miktarının artması ile sentez sonrası elastik modul değerlerinin de arttığı gözlendi. Diğer yandan, jellerin şişme oranlarının azalması ile elastik modullerinin hızlı bir şekilde arttığı görüldü. Su sıcaklığının artmasıyla hidrojellerin yumuşak ve sürekli bir hacim geçişi gösterdikleri bulundu. Ağyapı zincirlerine iyonik gruplar katıldığında, hidrojellerin büzüldüğü sıcaklık aralığının daha yüksek değerlere kaydığı saptandı.

In this study a series of temperature sensitive ionic hydrogels based on (N-t-butylacrylamide-co-acrylamide) copolymers was prepared by free-radical crosslinking copolymerization in t-butanol-water mixture (1:1). The mole fraction of N-t-butylacrylamide (TBA) in the comonomer mixture was fixed at 0.60 throughout this study. 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid sodium salt was used as the ionic comonomer at various concentrations. The hydrogels were subjected to swelling and mechanical measurements. It was found that the hydrogels exhibit reentrant conformational transitions in solvent mixtures such as methanol-water, ethanol-water and dimethylsulfoxide (DMSO)-water, due to the t-butyl groups on the network chains. The elastic modulus of the hydrogels after preparation increased by increasing ionic group content of the hydrogels. By decreasing the swelling ratio, the elastic modulus of the hydrogels increased rapidly. It was also found that the hydrogels exhibit smooth and continuous volume phase transition in water depending on the temperature. The temperature interval in which the deswelling of the hydrogels occurs shifted to higher values, if ionic groups are introduced on the network chains