Yeni Poli(esteramit)'lerin sentezi ve karakterizasyonu

Abstract

Tez çalışması kapsamında, baz katalizli hidrojen transfer polimerizasyonu (HTP) ve anyonik halka açılma polimerizasyonu (AROP) yöntemleri kullanılarak farklı ester ve amit içeriğine sahip bir dizi poli(ester-b-amit) blok kopolimerleri sentezlenmiş ve yapısal ve termal karakterizasyonları yapılmıştır. Öncelikle, HTP ile akrilamit polimerleştirilerek poli-β-alanin zincirleri oluşturulmuştur. Anyonik polimerizasyon ile oluşan bu zincirler canlı olduğundan komonomer olarak β-propiyolakton ve δ-valerolakton ilavesi ile halka açılması polimerizasyonu gerçekleştirilmiştir. Böylece poli-β-alanin ve ester (β-propiyonat ve δ-valerat) blokları içeren blok kopolimerler elde edilmiştir. İzole edilen poli(ester-b-amit)'lerin bileşimi, ortalama mol kütleleri ve termal özellikleri sırasıyla elementel analiz, spektroskopik analizler (FTIR ve NMR), MALDI kütle spektrometri ve termal analiz (DSC ve TGA) ile aydınlatılmıştır. İzole edilen poli(β-alanin-b-β-propiyolakton) ve poli(β-alanin-b-δ-valerolakton) kopolimer örneklerinin FTIR ve 1H-NMR spektrumlarında β-alanin, β-propiyonat ve δ-valerat birimlerine ait karakteristik bant ve sinyallerin olduğu saptanmıştır. Bu kopolimerlerin her birinin farklı üç bileşimdeki örneklerinin (sırasıyla P01, P02, P03, D01, D02, D03) elementel analizi ile elde edilen azot yüzdesinden stokiyometrik hesaplamalarla kopolimerlerdeki β-alanin oranları tayin edilmiştir. MALDI kütle spektrumları alınan örneklerin mol kütlesi dağılımı ve yaklaşık mol kütleleri (4000-5000 Da) belirlenmiştir. Son olarak, DSC ve TGA termogramları kaydedilen örneklerin camsı geçiş sıcaklıkları, kristallenme sıcaklıkları ve erime sıcaklıkları net olarak gözlenebilmiştir. Tüm analiz sonuçları ortaya konulunca farklı bileşimlerde poli(β-alanin-b-β-propiyolakton) ve poli(β-alanin-b-δ-valerolakton) blok kopolimerlerinin ilk defa mevcut tez çalışması kapsamında sentezlendiği söylenebilir.

Within the scope of the thesis, a serias of poly(ester-b-amides) having different ester and amide content were synthesized using base catalyzed hydrogen transfer polymerization (HTP) and anionic ring opening polymerization (AROP) methods, and were performed. First, acrylamide was polymerized with HTP to form poly-β-alanine chains. Since these chains formed by anionic polymerization are living, ring opening polymerization was carried out by adding β-propiolactone and δ-valerolactone as comonomer. Thus, block copolymers containing poly-β-alanine and ester (β-propionate and δ-valerat) blocks were obtained. The composition, average molar masses and thermal properties of the isolated poly(ester-b-amides) were determined by elemental analysis, spectroscopic analysis (FTIR and NMR), MALDI mass spectrometry and thermal analysis (DSC and TGA), respectively. Characteristic bands and signals of β-alanine, β-propionate and δ-valerat units were determined in FTIR and 1H-NMR spectra of isolated poly (β-alanine-b-β-propiolactone) and poly (β-alanine-b-δ-valerolactone) samples. The β-alanine ratios in the copolymers were determined by stoichiometric calculations from the percentage of nitrogen obtained by elemental analysis of each of these copolymer samples in three different compositions (P01, P02, P03, D01, D02 and D03), respectively. The molar mass distribution and approximate molar masses (4000-5000 Da) of the copolymers were determined by MALDI mass spectra. Finally, the glass transition temperatures, crystallization temperatures, melting temperatures and decomposition temperatures of the samples were determined from DSC and TGA thermograms. Since the β-alanine content in the copolymers was low, the glass transition temperatures and melting temperatures of the ester units were clearly observed. Considering the all analysis results, it can be said that poly (β-alanine-b-β-propiolactone) and poly (β-alanine-b-δ-valerolactone) copolymers were synthesized for the first time in the thesis.