PMMA ve PVAc polimerlerinde bazı moleküler hareketlerin ve O2 difüzyonunun ESR yöntemi ile incelenmesi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada polimerlerin bazı moleküler hareketleri ve polimerlere oksijen difüzyonu, Elektron Spin Rezonans (ESR) tekniği ile incelenmiştir. Kullanılan polimerler poli (metil metakrilat) (PMMA) ve poli (vinil asetat) (PVAc) dir ve bu polimerler vakumda yışmları ile ışınlanmışlardır. Işınlamayla oluşan kökçelerin ESR spektrumlarınin şiddeti vakumda ve havada zamana ve sıcaklığa bakımlı olarak ölçülmüştür. Bu ölçümler sonunda kökçe-kökçe ve kökçe-oksijen etkileşmelerinin aktivasyon enerjileri bulunmuştur. PMMA polimerinin vakumda +90°C -*--*. +110°C sıcaklık bölgesindeki aktivasyon enerjisi 175.8kJ/mol olarak bulunmuştur. PVAc polimerinin vakumdaki aktivasyon enerjisi, +30°C -<--»? +40°C bölgesinde 18.8kJ/mol ve + 40°C +-+ +50°C bölgesinde 133.9kJ/mol olarak bulunmuştur. PMMA'nın oksijenli ortamdaki aktivasyon ener jisi + 10°C <-++40°C bölgesinde 29.7kJ/mol olarak elde edil miştir. PVAc polimeri için +25°C «--> +40°C bölgesinde 18.0kJ/mol ve +40°C +--» +50°C bölgesinde 83.7kJ/mol bulun muştur. PMMA ve PVAc polimerlerine oksijenin difüzyonu da gözlen miş ve difüzyon katsayısı (D) bulunmuştur. PMMA ve PVAc kürelerine oksijenin difüzyon katsayısı sırasıyla 2x10 cm /s ve 1.5x10 cm /s olarak elde edilmiştir.Bu tekniğin polimerlerin D değerlerinin bulunması için uygun ve güvenilir olduğu görülmüştür. Ancak ; Işınlama süresi olanaklar elverdiğince kısa tutulmalıdır ve ölçümler, tüp havaya açıldıktan sonra kısa sürede alınmalıdır ve polimerin ESR spektrumunda, peroksit kökçesinin oluşumundan etkilenmeyen en az bir tane çizgi olmalıdır.

İİİ SUMMARY In this study some molecular motions of polymers and oxygen diffusion to' polymers were investigated by Electron Spin Resonance (ESR) method. The polymers used were poly (methyl methacrylate) (PMMA) and poly (vinyl acetate) (PVAc) and these polymers were irradi ated with y-rays in vacuum. ESR intensity of radical spectra were measured against time and temperature in vacuum and in air. From these measurements, activation energies of radical-radical and radical-oxygen interac tions were determined. Activation energy of PMMA polymer in vacuum was found 175.8kJ/mol in +90°C -«->- +110 C temperature range. For PVAc polymer activation energy in vacuum was found 18.8kJ/mol in +30 C -*-->- +40 C range and 133.9kJ/mol in +40°C <?+ +50°C range. Activaiton energy of PMMA in 0` media was found 29.7kJ/mol in the temperature range +10 C ?*-?* +40°C. For PVAc polymer was found 18. Ok J /mo 1 in +25°C ^+ +40°C range and 83.7kJ/mol in +40°C ^+ +50°C range. The diffusion of oxygen into PMMA and PVAc were also observed and diffusion coefficients (D) were determined. Oxygen diffusion coefficients of PMMA and PVAc spheres were found 2xl0-8cm2/s and 1. 5xl0_8cm2/s respectively. It was shown that this technique is suitable and reliable for determination of D values of polymers. However care must be taken : The irradiation time must be as small as possible and the measurements must be taken immediatlyJ.V after the tube is opened to the air and there must be at least one peak in the ESR spectrum which is not affected by the formation of peroxy radical.