Akrilamid ve 2-akrilamido-2-metilpropan sülfanik asit anyonik hidrojellerin suda ve tuz çözeltilerinde şişme özelliklerinin incelenmesi

Abstract

AKRİLAMİD VE 2-AKRİLAMİDO -2- METİLPROPAN SULFONİK ASİT ANYONİK HİDROJELLERİNİN SUDA VE TUZ ÇÖZELTİLERİNDE ŞİŞME ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ SAFİYE BOZKURT SARIIŞIK Anahtar Kelimeler: Polimer jelleri, hidrojel, 2-akrilamido -2- metilpropan sülfonik asit poliakrilamid, şişme, iyonik jel, şişme teorisi Özet : Bu çalışmada iyonik ve iyonik olmayan poliakrilamid (PAAm) jellerinin saf su ve 1 0`5 M ile 1 M arasında değişen NaCl çözeltileri içindeki hacimce şişme oranlan qv incelenmiştir. İyonik PAAm jelleri iyonik komonomer olarak 2-akrilamido-2- metilpropan sülfonik asit (AMPS) kullanılmak suretiyle elde edilmiştir. Jeller % 0 ile % 80 arasında değişen mol oranlarında AMPS kullanılarak akrilamid (AAm) monomeri N, N'-bisakrilamid (BAAm) çapraz bağlayıcısı ve amonyum persulfat (APS) - N, N, N, N' - tetrametiletilendiamin ( TEMED) başlatıcı sistemi içeren sulu çözeltide radikalik polimerizasyon reaksiyonu ile oda ısısında sentezlenmiştir. Elde edilen jellerin su ve çeşitli konsantrasyonlardaki tuzlu sulardaki ağırlıkça şişme oranlan qw ölçülmüş, hacimce şişme oranlan qvise qw dan hesaplanmıştır. Deney sonuçlan AMPS mol miktannın artmasıyla jellerin hacimce şişme oranlannda da bir artış oldığunu ancak NaCT derişimi arttıkça hacimce şişme oranında bir azalma olduğunu ortaya koymuştur. Ancak iyonik monomer içermeyen PAAm jellerinin hacimce şişme oranlan tuz derişiminden etkilenmemiştir. Yapılan hesaplamalar sonucu iki çapraz bağ noktası arasındaki ünite sayısı N hesaplanmış, çapraz bağlayıcı miktarından hesaplanan Nkimy değerleri ile karşılaştırmıştır. Bunun sonucunda kullanılan çapraz bağlayıcı miktarının %96' sının halka oluşumuna harcandığı bulunmuştur. Diğer yandan Flory - Huggins denklemi yardımı ile jellerin tuzlu sulardaki şişme oranlan teorik olarak hesaplanmış ve deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Teori ile deneysel sonuçların oldukça iyi bir uyum halinde oldukları saptanmıştır.

SAFİYE BOZKURT SARHŞIK Keywords : Polymer gels, hydrogels, 2- acrylamido -2- methylpropanesulfonik acid, acrylamide, swelling, theory of swelling equilibrium. Abstract: In this work, equilibrium swelling ratio of ionic and non-ionic polyacrylamide (PAAm) hydrogels in water and in aqueous NaCl solutions ranging in concentration from 10`5 M to 1 M was studied. 2-acrylamido -2- methylpropane sulfonic acid (AMPS) was used as the ionic comonomer in the gel synthesis. Hydrogels were prepared by free- radical crosslinking copolymerization of aqueous solutions containing AMPS of varying concentration between 0 and 80 mol %, acrylamide (AAm), N,N' - methylenbisacrylamide (BAAm) as the crosslinker and ammonium persulfat (APS) / N,N,N',N' -tetra methylethylenediamine (TEMED) as the initiator system. The weight swelling ratios qw of hydrogels were measured and the volume swelling ratio qv was calculated from qw. Experimental results showed that the volume swelling ratio of hydrogels increases, as the amount of AMPS used in the gel synthesis increases, but it decreases as the NaCl concentration in solution increases. However, volume swelling ratio of non- ionic gels is independent on the salt concentration in the outer solution. The number of repead units between two crosslink points in the hydrogels N was calculated from the swelling ratio of hydrogels in water and this value was compared with that calculated from the amount of the crosslinker used in the gel synthesis Nchem. Calculation results indicate that about 96 % of the crosslinker BAAm was used in cyclization. Experimental swelling data of hydrogels in water and in aqueous salt solutions were compared with the prediction of the Flory - Huggins theory of swelling equilibrium. Comparison results showed relatively good agreement between theory and experiment.