Guar gam ve kaolin içeren yeni polielektrolit hidrojel adsorbanların hazırlanışı, karakterizasyonu ve yüzeye soğurum özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışma, adsorban olarak hazırlanan, doğal polimer ve kil içeren polimerik hidrojellerin boyar madde soğurumunda kullanımını incelemek amacıyla yürütülmüştür. Bu amaçla, akrilamid/sodyum akrilat (AAm/SA) hidrojelleri serbest radikalik polimerleşme tepkimesi ile sulu ortamda sentezlenmiştir. Sentez sırasında akrilamid ve sodyum akrilat monomerlerinin sulu çözeltisine doğal bir polimer olan Guar Gum ve bir kil minerali olan Kaolin birlikte ve ayrı ayrı eklenerek farklı özelliklere sahip polimerik örnekler hazırlanmıştır. Üretim aşamasında, poli(etilen glikol) diakrilat çapraz bağlayıcı olarak kullanılmıştır. Polimerik hidrojellerin yapısal karakterizasyonu Fourier Geçirmeli Kızılötesi/ Azaltılmış Tam Yansıma (FT-IR/ATR) analizi kullanılarak belirlenmeye çalışılmıştır. Örneklerin yüzey gözenekleri hakkında fikir edinebilmek için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) mikrografları alınmıştır. Bu yöntemle üretilen hidrojel, yarı-IPN, kompozit ve biyo-kompozit hidrojellerinin şişme parametreleri 25oC'de dinamik şişme testleri uygulanarak hesaplanmıştır ve difüzyon mekanizması açıklanmaya çalışılmıştır. Farklı bileşimlere sahip bu polimerik hidrojellerin adsorpsiyon özellikleri, model molekül olarak seçilen katyonik bir boyar madde olan Janus Green B (JGB) kullanılarak incelenmiştir. Çalışmanın sonunda, kimyasal çapraz bağlı polimerik hidrojellerin sulu ortamlardan JGB boyar maddesini yüksek oranda soğurdukları belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: Hidrojel, akrilamid, sodyum akrilat, guar gum, kaolin, kil, janus green B, adsorpsiyon.

This study was conducted to investigate for the usage of polymeric hydrogels containing natural polymer and clay as the adsorbent in dye adsorption. For this purpose, acrylamide/sodium acrylate (AAm/SA) hydrogels were synthesized in an aqueous medium with the free radical polymerization reaction. In addition, to obtain polymeric hydrogels having different properties, a natural polymer namely Guar Gum and clay mineral, Kaoline were added separately and together to the aqueous solution of AAm and SA monomers during polymerization. Poly(ethylene glycol) diacrylate was used as crosslinker during the synthesis. The structural characterization of these polymeric hydrogels was tried to determine by using Fourier Transform Infrared Spectroscopy/Attenuated Total Reflectance (FT-IR/ATR) analysis. Scanning Electron Microscopy (SEM) micrographs were taken to have an idea about the surface pores of the samples. The swelling parameters of hydrogels, semi-IPN, composite and biocomposite hydrogels, synthesized by this procedure, were calculated by using dynamic swelling tests at 25 oC and the diffusion mechanism was tried to be explained. The adsorption properties of these polymeric hydrogels having different compositions were investigated by using cationic dye, Janus green B (JGB), as a model molecule. At the end of the study, it was determined that chemical cross-linked polymeric hydrogels adsorbed JGB highly from aqueous mediums.Key Words: Hydrogels, acrylamide, sodium acrylate, guar gum, kaoline, clay, janus green B, adsorption.