Çözücü buharlaştırılması yöntemi ile paramanyetik polistiren partiküllerin elde edilmesi ve partikül yüzeylerine `zwitterionic` özellik kazandırılması

Abstract

ÖZET Bu tezde mikronize demir tozlarının çözücü buharlaştırılması yöntemi ile kaplanması ve polimerik kaplama yüzeyinin `zwitterionic` fonksiyonel modifikasyonu amaçlanmıştır. çözücü buharlaştırılması yöntemi mikrokapsülleme tekniklerinden biridir. Yöntem çok eskiden beri bilinmesine rağmen uygulaması azdır. Bu tez çalışmasında çözücü buharlaştırılması yöntemi kullanılarak demir tozları pollstiren mikrokapsüllenmiştir. Polimer çözücüsü olarak kloroform stabilizör olarak ise polivinil alkol (PVA), plurionic F 68 ve sodyum dodesil sülfat (SDS) birlikte kullanılmıştır. Çalışmalar sonucunda polimer kaplanması sırasında polistiren ve çözücü miktarının, dağıtma ortamının özellikleri ve karıştırma hızının, partikül oluşmasında, boyutunun belirlenmesinde ve boy dağılımında etkin parametreler olduğu gözlenmiştir. Paramanyetik parçacık hazırlanmasında kullanılan demir tozları 10- 40 um boyut aralığındadır. Partiküllerın paramanyetik özelliğinden yararlanılarak bu maddelerin bir magnet yardımıyla ayrılabilmesi mümkün olmuştur. Kaplanan demir tozlarından oluşan paramanyetik özelliğe sahip partiküllerin yüzeylerine daha sonra `zwitterionic` davranış kazandırılmıştır. `Zwltterion` veya diğer adıyla dipolar özellik kazandırmak için, molekül yapısında amino (-NH2) ve karboksil (-COOH) grubu bulunduran L-lisin söz konusu partiküllerin yüzeyinde polimerleştirilmiştir. L-lisin ile kaplamadan sonra bu partiküllerin başka bir amino aside olan seçiciliği araştırılmıştır ve bu amaçla glutamik asit kullanılmıştır. Glutamik asidin pH 8 'de net eksi (-) yük taşıma özelliği bu pH 'da net artı (+) yük taşıyan lisine bağlanmasını sağlamıştır. Bu basamaktan sonra yeni bir geri kazanım prosesinin olabilirliğini araştırmak amacıyla, glutamik asidin geri salınım çalışmaları yapılmıştır. PH 8'de 11.72 mg glutamik asit, 1 g partikülde tutulmuş ve pH 1.4 'de % 75.0 i ve pH 12 'de % 54.9 u geri salınmıştır.

11 SUMMARY The aim of this thesis is to microcapsulate micronized iron powder using solvent evaporation technique and `zwitterionic` modification of the polymer particle surface. Phase separation comprises one of the microcapsulation techniques. This technique is known since many years. However it is rarely applied for particle formation. In this study paramagnetic particles microcapsulated using solvent evaporation. Polystyrene is dissolved in cloroform and polyvinyl alcohol (PVA), plurid, sodium dodecyl sulphate (SDS) were used as stabiliser. It Is observed that polystyrene/solvent ratio, dispersion phase characteristic, and stirring rate were the most important parameters for particle formation, final particle size and size distirubltion. Iron powder size range used for paramagnetic particle formation, were 10-40 jim. The particles can be separated easily from the medium when an external magnet is applied from the outside of the vessel. The paramagnetic polymer particles were modified in order to expose zwitterionic surface behaviour. For this purpose, L-lysine including amino and carbocylic groups were polymerized on the surface of the polymer particles. After L-lysine polymerization, the affinity of such particles to other amino acids were used for this porpose. Glutamic acid having has a net negative charge at pH 8, binded to the poly-1-lysine coated particles due to the net pozitive charge of the surface of such particles under the same pH value. After this step desorption studies of glutamic acid were carried out, in order to investigate the feasibility of a new recovery process. It is found that glutamic acid binding capacity of paramagnetic zwitterionic polystyrene particles were 1 1.72 mg/g particles at pH 8. During desorption studies, at pH 1,4, 75.0 percent and pH 12 54,9 percent of the glutamic acid which is binded onto the surface of particles were released.