Stirenin çözelti ve süperkritik CO2 koşullarında polimerizasyonu

Abstract

Süperkritik akışkanlar (SCF), yoğunluk ve çözme gücü bakımından sıvıya, difüzyon ve viskozite gibi taşınım Özellikleri bakanından gaza benzemesinden dolayı etkili çözücüdürler. Süperkritik akışkana dayalı ayırma prosesleri, süperkritik akışkanın çözme gücünün sıcaklık ve basınçla ayarlanabilir olması nedeniyle bilinen ayırma işlemlerine alternatif olarak birçok alanda kullanılmaktadır. Karbondioksit, yanmaması, toksüc olmaması, kolay bulunabilir bir madde olması, ucuz olması, düşük kritik sıcaklığa ve makul bir kritik basınca sahip olması nedeniyle süperkritik akışkan olarak en çok tercih edilenidir. Polimerizasyonda yaygın olarak kullanımının başlıca nedeni, daha yüksek kalitede ürün elde ederek, toksik çözücülerin kullanımını ortadan kaldırması olmuştur. Bu çalışmada, öncelikle 4,4-azobis-4-siyanopentanoil klorür (ACPC) ve Polidimetilsiloksan (PDMS) kullanarak, PDMS esaslı makroazo başlatıcı sentezi yapılmış ve sentezlenen bu başlatıcıyı kullanmak suretiyle 300-400 bar basınç aralığında, 60-70°C sıcaklık aralığında, % 5, 10, 15 başlatıcı konsantrasyonlarında ve 12, 24, 36 saatlik reaksiyon sürelerinde stirenin süperkritik karbondioksit ortamında serbest radikal polimerizasyonu gerçekleştirilmiştir. Süperkritik CO2 kullanılarak elde edilen Ürün için, elde edilecek model denklemi istatistiksel olarak değerlendirilebilen "Central Composite" tasarım, deneysel tasarım aracı olarak seçilmiştir. Sonuçlar çözelti polimerizasyonu deneyleriyle karşılaştırılmıştır. Elde edilen Poli(dimetiMoksan-b~stiren) (PDMS-PS) blok kopolimerlerinin verim hesapları yapılarak karakterizasyonu ortaya çıkarılmıştır. Elde edilen ürünlerin FTIR analizlerine göre, beklenen yapıda PDMS-b-PS kopolimeri elde edilmiştir. GPC sonuçlarına göre, çözelti polimerizasyonunda, başlatıcı konsantrasyonu arttıkça, molekül ağırlığının azaldığı, reaksiyon süresiyle artış gösterdiği, gerek başlatıcı konsantrasyonunun, gerekse reaksiyon süresinin artışıyla, verimin arttığı kaydedilmiştir. Sonuç olarak, TGA-DTA sonuçlarına göre, blok kopolimerin, polistirene göre daha yüksek bir bozunma sıcaklığına sahip olduğu tespit edilmiştir.