Allil metakrilatın Ce(IV) varlığında polimerleşmesi

Abstract

Allil metakrilat (AMA), Ce(IV) iyonu varlığında DMF'li ortamda, kimyasal ve elektrokimyasal olarak farklı deneysel koşullarda polimerleştirilmiştir. Elde edilen polimerler genel organik çözücülerde çözünmemiştir. Elektrokimyasal başlamada elde edilen polimerlerin yüzde dönüşüm değerlerinin, kimyasal başlamaya göre daha fazla olduğu görülmüştür. Elektrokimyasal başlamanın görünen aktifleşme enerjisi 31,6 kJ/mol olarak bulunmuştur. Polimerleşmeye gün ışığının ve ortamdaki oksijenin etkisi gözlemlenmiştir. Elde edilen polimerik ürünler FTIR, NMR, DSC, TGA-FTIR ile karakterize edilmiş, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile görüntüleri alınmıştır. Polimerleşme mekanizmasında Ce(IV) ve DMF'nin etkisini belirlemek için UV-Vis spektrofotometresi ve Dönüşümlü Voltametri (DV) çalışması yapılmıştır. Spektroskopik ve termal çalışmaların sonuçları, AMA polimerleşmesinin allil gruplarının açılmadığı ya da polimerleşmeye katılmadığını, polimerleşmenin vinilik bağın açılmasıyla olduğunu göstermiştir. Camsı geçiş sıcaklığı olası pişirme sıcaklığı ile çakıştığı için gözlemlenememiştir. TGA-FTIR çalışmaları sonucunda 2 basamaklı kırılma gözlenmiştir. Birinci basamakta allil gruplarının yapıdan kopması,ikinci basamakta ise anhidrit oluşması ve anhidritin kırılmasıyla oluşan rastgele kırılma sonucunda elde edilen ürünler şeklindedir. UV-Vis ve DV çalışmalarında Ce(IV) varlığında DMF'nin monomer ile tepkimeye girdiği bulunmuştur. SEM çalışmaları polimerlerin plakalar halinde rastgele kümelenmiş olduklarını ve birbirlerinin üzerine yığıldıklarını göstermiştir.

Allyl metacrylate has been polymerized chemically and electrochemically in the presence of Ce(IV) and DMF, under different conditions. The polymers obtained were not dissolved in common organic solvents. It was observed that, the percent convertions of polymers obtained by electrochemical initiation was more than the polymers obtained under chemical initiation. The apparent activation energy for electrochemical polymerization was 31,6 kJ/mol. It was found that daylight and the oxygen in the polymerization medium affects the polymerization. The polymers obtained were characterized by FTIR, NMR, DSC, TGA-FTIR and the pictures of the polymers were taken by SEM. To evaluate the polymerization mechanism, UV-Vis spectrophotometric and cyclic voltammetric (CV) study were performed. Spectrophotometric and thermal experiments showed that during polymerization, allyl groups were not opened and did not contribute for the polymerization, instead the polymerization proceeded by the opening of vinylic groups. Glass transition temperature (Tg) has not been observed due to the probable curing temperature of the polymers. Two stage degradation mechanism was observed by TGA-FTIR study . In the first stage allyl groups have eliminated from the structure and in the second stage, the formation of anhyride followed a random elimination of anhyride formed. The study of UV-Vis and CV showed that monomer reacted with DMF in the presence of Ce(IV), SEM pictures showed that the polymers accumulated as a random plates and concentrated on each other.