Poliakrilat sodyum tuzunun sentezi ve tekstil sanayiinde iyon tutucu olarak kullanılması

Abstract

Tekstil sanayiinde boyama öncesi işlemlerde iyon tutucu olarak fosfonat bazlı kimyasalların kullanıldığı bilinmektedir. Gelişen teknolojiyle birlikte tekstil sanayiinde poliakrilik asit sodyum tuzunun iyon tutucu olarak kullanımı giderek artan bir uygulama alanı bulmaktadır.Bu tez çalışmasının amacı poliakrilik asit sodyum tuzunun sentezinin incelenmesi, önemli proses parametrelerinin ve optimum sentez şartlarının tespiti ve farklı şartlarda elde edilecek olan polimerik malzemenin sınai şartlarda test edilerek iyon tutma kapasitelerinin incelenmesidir.Akrilik asit monomerinden başlayarak çözelti polimerizasyonu yöntemine göre benzoil peroksit başlatıcısı kullanılarak polimerizasyon reaksiyonları gerçekleştirilmiştir. Monomer konsantrasyonu, başlatıcı konsantrasyonu, reaksiyon sıcaklığı ve süresi gibi değişkenlerin ürün özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Elde edilen poliakrilik asit viskozite ortalama molekül ağırlıkları tespit edilmiş ve diğer fiziksel ve kimyasal özellikleri DSC ve TGA teknikleriyle incelenmiştir. Sentezlenen poliakrilik asitler 1N NaOH çözeltisi ile muamele edilerek poliakrilik asit sodyum tuzu formuna çevrilmiştir.Elde edilen poliakrilik asit sodyum tuzlarının Ca+2 ve Fe+3 iyonlarını tutma kapasiteleri Hempshire yöntemiyle test edilmiştir. Sentez şartları ve polimer özellikleri ile iyon tutma kapasiteleri arasındaki ilişki ortaya konulmaya çalışılmıştır.Başlatıcı ve monomer başlangıç konsantrasyonlarının polimerizasyon reaksiyonlarının dönüşümü ve poliakrilik asit molekül ağırlığı üzerinde etkin olduğu, poliakrilik asit sodyum tuzunun Fe+3 iyonlarını Ca+2'a göre daha fazla bağladığı, artan molekül ağırlığı ile Ca+2 ve Fe+3 tutma kapasitelerinin az miktarda değiştiği tespit edilmiştir.

It is known that phosponathe based chemicals are used in textile industry as a sequestering agent before dying process. Usage of sodium salt of polyacrylic acid as a sequestering agent is becoming a more common application in textile industry by means of growing technology. The aim of this thesis study is; examining synthesis of the polyacrylic acid sodium salt , establishing the important process parameters and determining the ion binding (sequestering) capacities of obtained polymeric materials in different conditions testing in industrial conditions.The polymerization reactions were carried out starting from the acrylic acid monomer by using the benzoil peroxide initiator. The effects of the process parameters such as monomer concentration, initiator concentration, temperature reaction time and reaction time on the product's characteristics were examined. The viscosity avarage molecular weight of the obtained polyacrylic acid were determined, and the other physical and chemical characteristics were examined by DSC and TGA techniques. Obtained polyacrylic acids were treated with 1 N NaOH solution and convertedication of into the polyacrylic acid sodium salt form.After the purifying the obtained polyacrylic acid sodium salt, Ca+2 and Fe+3 ions binding capasities were tested with the Hempshire method. The relationship between polymerization conditions of synthesis and polymer characteristics as well as the capacities of ion binding were established.It is observed that initial concentrations of initiator and monomer are effective on conversion and molecular weight of polyacrylic acid, Na salt of polyacrylic acid has better ability to bind Fe3+ compared to Ca2+ ion and, Ca2+ and Fe3+ binding capacities of polyacrylic acid hardly change as molecular weight increases.