Effect of ion association on the properties of ionomers obtained from (MMA/MAA) copolymer

Abstract

ÖZET ÎYON ASSOSÎYASYONLARININ, CMMA/MAA) KOPOL I MER İNDEN ELDE EDÎLEN ÎYONOMERLER ÜZERİNDEKİ ETKÎLERî KOÇAK, H. İhsan Yüksek Lisans Tezi, Kimya Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Leyla ARAŞ ŞUBAT 1988, 83 sayfa îyon içeren bir polimer zincirinde kuvvetli kolumbik etkileşmelerden dolayı polimerin niteliğinde önemli değişimler gözlenebilir. tyonomer çalışmalarının büyük bir kısmının katı fazda yürütülmesine karşın çözelti özellikleri çok az çalışılmıştır. Bu çalışmada Metil Metacr i lat-Metakr Asit copolimeri ve onun üç farklı miktarda nötür 1 eştir i 1 miş Na, Ba, Zn, Al iyonomerleri incelenmiştir. Çözelti özelliklerinin belirlenmesi için viskosimetr ik davranış ve çözelti dıpole moment methodları kul lanı lmıştır. Dıpole moment ölçümleri polar olmayan çözücü dioxane içinde, 20-105sC arasında yürütülmüştür. Bu çalışmalara göre iyonomerler çözelti içinde iki değişik davranış gösterirler. 1) Düşük polaritedeki çözücülerde, iyonomerler, iyon çiftleri arasındaki dipo le-dipo le çekimlerinden dolayı kümeleşme davranışı gösterirler.2) Polar çözücülerde, ioyonomerler polimer zincirinde sabit olan iyonlar arasındaki itmeden dolayı po lie l ektro li t davranışı gösterirler. Katı hal öze llikler inin belirlenmesi içinde, İR, DSC, SEM ve Karbon-Hidrogen analizi gibi yöntemler kul lanı lmıştır. Bütün bu sonuçlar, polaritenin, katyon büyüklüğünün ve yükünün, nötürleşme derecesinin fonksiyonları olarak, iyonların assos iyasyon lar inin etkisini açıklamak için tartışılmıştır. VI

ABSTRACT EFFECT OF ION ASSOCIATION ON THE PROPERTIES OF IONOMERS OBTAINED FROM (MMA/MAA) COPOLYMER KOCAK H. thsan M.Sc. m Chemistry Supervisor! Assoc. Prof. Dr. Leyla ARAS February 1988, 83 pages. A dramatic change in properties is observed by introducing ions into polymer chains due to the strong Coulombic interactions. Although a wide range of studies of ionomers have been carried in solid state, studies of the solution properties are few. In this work, both solution and solid state properties of methy Imethacry 1 ate metacrylic acid copolymer and its Na4`, Ba*, Zri1`, A 1* ionomers with three different degrees of neutralization are studied. Viscometric behaviour and solution dipole moment measurements are used as the main methods for the determination of solution properties. Dipole moment measurements are done in a non-polar solvent dioxane, in the temperature range of 20-105 °C. It has been pointed out that ionomers show two types of behaviour in solution : 1) In non-polar solvents, ionomers show aggregation behaviour due to dipo le-dipol e attraction IIIbetween ion pairs. 2) In polar solvents they show po lyel ectrolyte behaviour due to the repulsion between fixed ions in polymer chains. The former case is comparable to the bulk state of ionomers, while the latter case is comparable to po lye 1 ectro lytes in water. İR, DSC, SEM, and Carbon-Hydrogen Analyse methods are used for determining the solid state properties of the samples. All these results are discussed to explain the effect of ion association as a function of polar, non-polar medium, cation size and charge, and degree of neutral ization. IV