Stiren akrilonitril kopolimerlerinin fiziksel ve termodinamik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

I ÖZET Bu çalışmada, farklı monomer yüzdelerinde radikalik yolla hazırlanan Pol i (Stiren-ko-akrilonitril) polimerlerinin, invers gaz kromatografisi tekniği kullanılarak çözücü olmayan problarla bazı fiziksel ve termodinamik özellikleri incelendi. Bu amaçla hazırlanan kopolimerlerin önce İR, ^Hve 1 ^C-NMR ile yapıları, GPC ile ortalama molekül ağırlıkları, titrasyon yöntemiyle çözünürlük parametreleri ve Uhbelohde viskozimetresiyle limit vizkozite sayıları tayin edildi. Kopolimerler, Chromosorb W (45-60 mesh) destek katısı üzerine kaplandı ve bakır kolonlara dolduruldu. Herbir kolonun içerisinden 1 30°C'de 24 saat süreyle taşıyıcı gaz (N2) geçirilerek safsızlıklardan arındırıldı. 100-130°C arası 5°C'de bir olmak üzere, 60°C'den 200°C'ye kadar her 1 0T'de bir etil alkol, n-propil alkol, n-bütil alkol, n- pentan, n-hekzan, n-heptan, n-oktan ve n-nonan organik çözücüler prob olarak enjekte edildi. Her prob için alınkonma zamanlarından (tr) spesifik alıkonma hacimleri (Vg) hesaplandı. Bu değerlerden yararlanılarak 1, 2, 3 ve 4 nolu kopolimerlerin camsı geçiş sıcaklıkları (Tg) 108, 115, 110 ve 106°C olarak belirlendi. Camsı geçiş sıcaklığı altında herbir prob için adsorpsiyon ısıları, camsı geçiş sıcaklığı üzerinde ise sorpsiyona ait molar ısı (AH^), serbest enerji (AGı) ve entropi (AS^) değerleri hesaplandı. Sonsuz seyreltik hal için probların kısmi molar 00 00 ısıları (AH-]), kısmi molar serbest enerjileri (AG-]), Flory-Huggins etkileşim parametreleri (X) ve ağırlık kesri aktiftik katsayısı (aı/w)°° değerleri herbir kopolimer için hesaplandı. Her kopolimer için kısmi molar serbest enerji değerlerinden faydalanılarak hesaplanan ö1 - AG1 / V1 değerleri probların çözünürlük parametresi ö-'e karşı grafiğe alındı ve bu doğruların eğimlerinden kopolimerlerin çözünürlük parametresi hesaplandı. Elde edilen değerler, (polimer- prob) sistemler için literatürde verilen değerlerle uyum içinde olduğu görüldü. Ayrıca kopolimerlerin termal kararlılıkları araştırıldı. Bu kapsamda TGA ile parçalanma ile ilgili aktivasyon enerjileri belirlendi. Anahtar Kelimeler : (Stiren-ko-Akrilonitril), İnvers Gaz Kromatografisi, Kopolimer, Fiziksel ve Termodinamik Özellikler

II SUMMARY In this work, poly(styrene-co-acrylonitrile) polymers with the different monomer ratio were synthesised by radicalic mechanism and then physical and some thermodynamic properties were investigated by using inverse gas chromatography method using non solvents as probes. For this purpose, the structure of these copolymers were investigated using IR, 1 H, ^ 3c NMR. Average molecular weights were determined by GPC, solubility parameters and limit viscosity were determined by Uhbelohde viscometer. These copolymers were supported on Chromosorb W (45-60 mesh) then filled to copper columns. Each column then purged with carrier gas N2 for 24 hours at 1 30°C to remove any impurities present. And followed by the injection of organic probes (ethyl, n-propyl and n-butyl alcohol and n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane and n- nonane) the temperature range starting from 60 to 200°C with the 1 0°C intervals, except the temperature range between 100-130T at which the interval temperature was 5°C as the isotherm column temperature. For each column, the adjusted retention time (tr), and the specific retention volumes (Vg) were determined. Based on these data, the glass transition temperatures, (Tg), found to be 108, 115, 110 and 106°C for the column 1, 2, 3, and 4 respectively. The molar heat (AHis), free entalphy (AG-S) and entropy (ASis) of the sorption were determined for every probe under the glass transition temperature. Weight fraction activity coefficient (ai/Wi)°°, partial molar heats (AHi°° ), partial molar free energies (AGi00 ) and Flory Huggins solubility parameters (X) were calculated for the infinite dilute solutions for each copolymer. By employing partial molar free energies, AGi00, 6] 2-AGi00 /Vi values were calculated and graphed versus the solubility parameters of the probes and straight lines were obtained, respectively. On the basis of the slope and intercept of the lines, the solubility parameters of the polymers were calculated. The results are found to be in accord with the values given in literature for the (polymer-probe) systems. In addition, thermal stability of copolymers were investigated and activation energies of degradation products were calculated by the use of TGA. Keywords: Styrene-co-Acrylonitrile, Inverse Gas Chromatograhy, Copolymer, Physical and Thermodynamic Properties.