Pentaeritritol etoksilat ve propoksilat esaslı çapraz bağlı polimerlerin sentezi ve solvent ile etkileşim özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Sanayideki gelişmelerle birlikte çevre ve su kirliliği ile ilgili problemler giderek artmaktadır. Çevre ve su kirliliğinin artmasına sebep olan faktörler, endüstriyel atıklar, organik solvent sızıntıları ve döküntüleridir. Petrol ve solvent döküntülerinden kaynaklanan kirlilikler bitki, hayvan ve insan yaşamı için büyük tehlikelere sebep olmaktadır. Bu nedenle bu kontaminantların etkin bir şekilde temizlenmesi için kullanılacak malzemelere ihtiyaç vardır. Organik solvent döküntülerinin sulardan temizlenmesi için mekanik çevreleme, kontrollü yakma, çöktürücü ajanlar ve enzimler ile temizleme, süzme ve absorbent materyaller kullanarak temizleme gibi yöntemler kullanılmaktadır. Bu metodlar arasında organik sıvı döküntülerinin sulardan temizlenmesinde yüksek ve hızlı absorbsiyon kapasitelerine sahip, yeniden kullanılabilme, seçicilik gibi özellikleri nedeniyle absorbent malzemeler öne çıkmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında, pentaeritritol propoksilat ve pentaeritritol etoksilat monomerlerinin Tris [3-(trimetoksisilil)propil izosiyanat çapraz bağlayıcısı kullanılarak bulk polimerizasyonu yöntemi üzerinden gerçekleştirilen polikondenzasyonu ile herhangi bir katalizör, başlatıcı veya aktive edici ajan kullanılmadan amfifilik polimer jeller hazırlanmıştır. Sentezlenen polimerlerin yapısal karakterizasyonları FTIR ve CPMASNMR gibi yöntemlerle, termal dayanımları ise TGA ile incelenmiştir. Çapraz bağlı yapısı sayesinde elde edilen polimerler, organik solventlerde çözünmez özellik gösterirken, bu tür sıvıları absorblayabilme kabiliyetlerine sahiptirler. Bu sebeple sentezlenen çapraz bağlı polimerlerin DCM, THF, benzen ve etanol gibi yaygın kullanılan organik solventlerdeki şişme kapasiteleri incelenmiştir. Aynı zamanda, çapraz bağlı polimerlerin şişme özellikleri, absorblama hızlarının belirlenmesi için absorbsiyon-desorbsiyon kinetikleri araştırıldı.Environmental problems caused by solvents have been growing with the increasing developments of various industries. Water pollution, one of the most serious types of pollution, is caused by the discharge of the industrial oily wastewater due to the leakage of organic solvents. Water pollution caused by oil spills and organic pollutants has brought a serious threat to plants, animals and human beings. Therefore, it is necessary to make highly efficient clean up materials to remove these contaminants. There are numerous methods to clean up organic solvents from water such as mechanical skimming, in-situ burning, sinking agents, bioremediation using bacteria, dispersants, skimmers, and absorbents. Among these methods, using absorbent materials is an attractive approach to remove organic liquids from a spill site because of the possibility of collection and complete removal of these spillages, the absorbents having high and fast absorption abilities and reusability of the absorbents. In this thesis, amphiphilic polymer gels will be prepared by bulk polymerization method through the polycondensation of Tris[3-(trimethoxysilyl)propyl]-isocyanate cross-linker and pentaerythritol propoxylate and pentaerythritol ethoxylate monomers without using any catalyst, initiator or activating agent. The structural and thermal properties of the crosslinked polymers were determined by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), solid-state 13C and 29Si cross-polarization magic angle spinning nuclear magnetic resonance (NMR), and thermogravimetric analysis (TGA). The synthesized crosslinked gels were found to be insoluble in common solvents, such as tetrahydrofuran, ethyl alcohol, dichloromethane, acetone, benzene and toluene, and additionally, they displayed swelling abilities in these solvents. At the same time, swelling abilities of the amphiphilic gels were examined by conducting swelling experiments, absorption and desorption kinetics.