N-vinilimidazol esaslı yarı iç içe geçmiş ağ yapılı hidrojel sentezi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu tez çalışmasında, ev sahibi polimeri çapraz bağlı poli(vinilimidazol) [p(VIm)] olan, konuk polimer olarak farklı oranlarda poli(diallildimetilamonyum klorür) [p(DADMAC)] içeren yarı iç içe geçmiş ağ yapılı (yarı-IPN) hidrojeller sentezlenmiştir. FTIR, SEM ve TGA ile karakterize edilmiş jellerin farklı pH değerlerinde şişme davranışları incelenmiştir. Ayrıca saf su ile şişirilmiş jeller için 25ºC'de zamana bağlı olarak su geri salma deneyleri yürütülmüştür. Tüm pH değerlerinde yarı-IPN'ler p(VIm)'a kıyasla daha yüksek şişme oranı (S), denge şişme oranı (Smaks,d) ve dengede su içeriği (DSİ) değerlerine sahip olmuş, aynı zamanda artan p(DADMAC) miktarının bu değerleri daha da arttırdığı görülmüştür. Ortam pH'ının hidrojellerin şişme davranışları üzerinde önemli oranda etkisi olmuştur. pH 2'de tüm jeller hem daha hızlı hem de daha çok şişmiş, daha yüksek DSİ değerlerine sahip olmuştur. Bu pH'da tüm jeller yaklaşık 3000 dakika içinde neredeyse Smaks,d değerine ulaşırken, pH 12'de bu süre 6000 dakikayı bulmuştur. pH 6,2'de homopolimer için 4,13 g su/g jel olan Smaks,d değeri, yarı-IPN'ler için %205 artış ile 12,58 g su/g jel değerine kadar ulaşmıştır. Aynı pH'da DSİ değeri ise yaklaşık %15,7 artış ile 0,80 g su/g jel değerinden 0,93 g su/g jel değerine kadar yükselmiştir. P(VIm) 4300 dakika içerisinde tuttuğu suyun yaklaşık %85'ini geri salarken, yarı-IPN'ler için bu değer aynı zaman diliminde %93'e kadar yükselmiştir.

In this study, semi-interpenetrating network (semi-IPN) hydrogels were synthesized with different proportions of poly(diallyldimethylammonium chloride) [p(DADMAC)] as the guest polymer whose host polymer is crosslinked poly(vinylimidazole) [p(VIm)]. Hydrogels were characterized by FTIR, SEM, TGA and swelling behaviors of them were investigated at different pH values. In addition, water release experiments were carried out at 25ºC for all gels. Semi-IPNs had higher swelling rate (S), equilibrium swelling rate (Smaks,d) and equilibrium water content (EWC) values compared to p(VIm) at all pH values; as well, increased p(DADMAC) amount were found to increase these values even more. The pH of the medium had a significant effect on the swelling behavior of the hydrogels. At pH 2, all gels were both faster and more swollen with higher EWC values. At this pH value, all gels reached almost Smaks,d in about 3000 minutes, while this time reached 6000 minutes at pH 12. Smaks,d, which was 4.13 g water/g gel for homopolymer at pH 6.2, reached 12,58 g water/g gel with an increase of 205% for semi-IPNs. At the same pH, the EWC value increased by 15.7% from 0.80 g water/g gel to 0.93 g water/g gel. p(VIm) releases about 85% of the retained water within 4300 minutes, while this value has increased up to 93% for semi-IPNs in the same time period.