Redoks yöntemiyle çalışan bir başlatıcı sistemindeki bileşenlerin epoksi halkasının katyonik polimerizasyon hızına etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, redoks yöntemi ile çalışan yeni bir başlatıcı sistemindeki bileşenlerin epoksi halkasının katyonik polimerizasyon hızına etkisi incelendi. Model monomer olarak siklohekzenoksit (CHO) kullanıldı. Bu sistem ile CHO monomerinin hızlı katyonik polimerizasyonu ortam sıcaklığında birkaç dakika içinde tamamlandı. Başlatıcı formülasyonu dört bileşenden oluşmaktadır: Yükseltgeyici ve indirgeyici ajanlar, redoks sistemi için katalizör ve radikali aside dönüştürücü olarak alilik tuz. Sistemde katalizör varlığında önce radikaller oluşur. Daha sonra bu radikaller, alilik tuz tarafından yakalanır ve tuzun parçalanmasına sebebiyet verir. Bu esnada oluşan süper asit polimerizasyonu başlatır. Formülasyondaki bileşenlerin polimerizasyon hızına etkisini incelemek için literatürde sentezleri verilmiş alilsülfonyum (Tuz 1), aliloksi izokinolin (Tuz 2) ve N-aliloksipiridinyum (Tuz 3) alilik tuzları hazırlandı ve karakterize edildi. Ayrıca, oluşturulan formülasyonlarda yükseltgeyici, indirgeyici ve katalizör olarak sırası ile dört, iki ve dört farklı bileşik denenerek her bir formülasyonun polimerizasyon hızına etkisi araştırıldı. En hızlı polimerizasyon alil sulfonyum tuzunun bulunduğu formülasyonda gözlemlendi. Son olarak, en hızlı polimerizasyonun gerçekleştiği formülasyon, epoksi soya yağı (ESO), akrilatlı epoksili soya yağı (AESO) ve epoksi reçinesinin (ER) kürleştirilmesinde kullanıldı.

In this thesis, the effect of the components of a redox initaiton system on the rate of cationic polymerization of epoxide ring has been examined. Cyclohexeneoxide (CHO) was used as the model monomer. A rapid cationic polymerization of CHO that completed within a few minutes at ambient temperature was achieved by this initiation system. Initiation formulation involves four compenents: Reducing and oxidizing agents, catalyst for redox system and allylic salt that converts radicals into acids. In this system, radicals generated in the presence of the catalyst are captured by allylic salt which is able to go fragmentation. Super acid that formed simultaneously initiates the polymerization. The effect of each component in the initiation system on the rate of polymerization was investigated. For this purpose, three different allylic salts (allyl sulfonium (Salt 1), allyloxy isoquiniolinium (Salt 2), and N-allyloxypridinium (Salt 3)) reported in the literature were prepared and characterized. Different oxidizing (four) and reducing agents (two), and catalysts (four) were also employed in the formulations together with allylic salts to examine their effect on the rate of cationic polymerization. The fastest polymerization was observed when the system included allyl sulfonium salt (Salt 1). Finally, the formulation which gave the fastest polymerization was used for the curing of epoxide soybean oil (ESO), acrylated epoxidized soybean oil (AESO), and epoxide resin (ER).