Synthesis and characterization of boron containing polymers

Bor, atom numarası 5 olan ve metaller ile non-metaller arasındaki sınır hattını oluşturan özelliklere sahip bir grup 13 yarı metalidir. Yapısında bulunduğu bileşiklerin ve malzemelerin özelleşmiş rolleri vardır. Örneğin Cam ve seramik endüstrisinde, ilgili malzemelerin ısı şokuna dayanıklı olması için kullanılmaktadır. Özellikle yanmazlık arttırıcı termal özelliklerinden dolayı bor elementinin polimerlerde kullanımı son yıllarda artış göstermiştir. Yapılan çalışmalara göre Bor elementinin birçok akrilik yapı ile reaksiyonu sonucu bor ihtiva eden akrilik bileşikler sentezlenmiştir. Akrilik polimelerlerin ise başta boya olmak üzere birçok endüstride kullanımı yaygın olmakla birlikte birçok kopolimer türevi mevcuttur. Bu çalışmada da Bor ihtiva eden akrilik monomer sentezlenecek olup ilgili monomerin karakterizasyonu yapılacaktır. Daha sonra bu monomerin homopolimeri ve kopolimerleri sentezlenecektir. Daha sonra da bu yapıların karakterizasyonu gerçekleştirelecektir. Polimerizasyon yöntemi olarak serbest radikal polimerizasyonu uygulanacaktır. Bu tezde ilk olark esterifikasyon reaksiyonu ile boron akrilik monomer sentezlenmiştir. Borik asit, neopentyl glycol ve akrilik monomer olan HEMA (2-Hydroxyethyl methacrylate ) reaksiyona sokularak boron akrilik monomer elde edilmiştir. Sentezlenen monomer HEMA ile karşılaştırılarak FT-IR, 13C-NMR, 1H-NMR ve 11B-NMR ile karakterize edilmiştir. Yeni monomerin sentez ve karakterizasyonundan sonra, serbest radikal polimerizasyonu (FRP) kullanılarak homopolimeri, St ve MMA ile kopolimerizasyonları gerçekleştirilmiştir. Bu monomerin St ile kopolimerizasyon davranışı incelenmiştir. Yapı ve reaktivite ile sonuçlar arasındaki ilişki hakkında bilgi elde etmek amacı ile her iki monomerin kinetiği de çalışılmıştır. Çalışılan monomer çifti için monomer reaktivite oranları extended Kelen-Tudos (EKT) metodu kullanılarak hesaplanmıştır. Kopolimerlerin bileşimi ve monomer reaktivite oranları kopolimerizasyonun rastgele kopolimerizasyon olduğunu göstermiştir. Sentezlenen polimerlerin termal davranışları da TGA ve DSC yöntemleri ile incelenmiştir. Homopolimer 72.3 oC tek bir camsı geçiş sıcaklığı göstermişdir. St kopolimerleri, kopolimer bileşimine bağlı olarak 62.9 oC ile 97.2 oC arasında değişen tek bir camsı geçiş sıcaklığı göstermiştir. Yapılan TGA analizleri ile kopolimerlerin TGA diagramlarının, kullanınlan monomerlerin homopolimerler diagramlarının arasında olduğu tespit edilmiştir. Bu doğrultuda St kopolimeri tek bir bozunma verirken, BAc homopolimeri ise iki bozunma vermiştir.