Klorlanmış polipropilenin click kimyasıyla modifikasyonu

Bu tezde, ticari olarak klorlanmış polipropilene (PP-Cl) bakır(I) katalizli azit-alkin siklokatılma (CuAAC) "click" reaksiyonu ile modifiye edilerek farklı özellikler kazandırılmıştır. Tezin ilk kısmında, CuAAC click tepkimesiyle PP-Cl'e poli(etilen glikol) (PEG) veya poli(ɛ-kaprolakton) (PCL) aşılanarak ilgili aşı kopolimerler sentezlenmiştir. Bu amaçla, azit fonksiyonlu polipropilen (PP-N3) PP-Cl'nin klor grupları ile azidotrimetilsilan-tetrabütilamonyum florür sistemiyle nükleofilik yer değiştirme reaksiyonuna sokularak hazırlanmıştır. Diğer taraftan, "click" kimyasına uygun alkin fonksiyonlu PEG oda sıcaklığında poli(etilen glikol) metil eter ile 4-pentinoyik asidin esterleşme reaksiyonu ile elde edilirken, alkin fonksiyonlu PCL kalay oktoat'ın kataliz, propargil alkolün başlatıcı olarak kullanıldığı ɛ-kaprolakton halka-açılma polimerizasyonu ile elde edilmiştir. Son olarak farklı yüzey özellikli aşı kopolimerler, PP-aşı-PEG and PP-aşı-PCL, ılıman koşullarda CuAAC "click" reaksiyonu ile başarılı bir şekilde elde edilmiştir. Çeşitli aşamalarda yapılan spektral, kromatografik ve termal analizler iyi tanımlanmış özelliklere sahip PP bazlı aşı kopolimerlerin oluşumunu ispatlamıştır. Ek olarak, sırası ile PP-Cl, PP-aşı-PEG ve PP-aşı-PCL'nin su temas açıları değerleri 90o (±1), 78o (±1.8) and 83o (±2.1) olarak bulunmuştur. Tezin ikinci aşamasında, PP-Cl'den kuaternize amonyum tuzu içeren polipropilen (PP-QAS) CuAAC "click" reaksiyonu ile sentezlenmiştir. Elde edilen PP-QAS'ın gram-pozitif (Staphylococcus aureus) ve gram-negatif (Escherichia coli) bakteriler üzerine olan antibakteriyel özelliği incelenmiştir. Bu amaçla, PP-Cl' ye "click" kimyası doğasına uygun azit fonksiyonalitesi tetrahidrofuran (THF) içerisinde azidotrimetilsilan-tetrabütilamonyum florür sistemi ile kazandırılmıştır. Bağımsız olarak alkin fonksiyonlandırılmış kuaternize amonyum tuzu (QAS-Alkin), 3-dimetilamino-1-propin ve benzil bromürün reaksiyonu sonucunda elde edilmiştir. Son aşamada ise PP-QAS film sırası ile CuAAC ve çözelti casting metodu ile elde edilmiştir. PP-QAS filmin hazırlanışı FT-IR, 1H-NMR ve DSC analizleri ile gözlemlenmiştir. Antibakteriyel aktivite test sonuçları, PP-QAS filmin PP-Cl ve kontrol örnekleriyle karşılaştırıldığında hem S. aureus hem de E. coli (p<0.05) bakterilerini önemli derecede inhibe ettiğini göstermiştir. Tezin üçüncü aşamasında, flor atomları içeren polipropilen (PP-F), PP-Cl'den CuAAC "click" reaksiyonu ile sentezlenmiş ve elde edilen polimerin su tutma kapasitesi incelenmiştir. İlk olarak azit fonksiyonlu polipropilen (PP-N3) PP-Cl'nin klor grupları ile azidotrimetilsilan-tetrabütilamonyum florür sistemiyle nükleofilik yer değiştirme reaksiyonuna sokularak hazırlanmıştır. Bağımsız olarak 2,2,3,3,4,4,5,5-oktafloro-1-pentanol, kendisinin hidroksil grubu ile 4-pentinoyik asidin N,N'-disiklohekzilkarbodiimit ve 4-dimetilaminopridin varlığında esterleşme reaksiyonu ile alkin-fonksiyonlu florlu bileşiğe (F-Al) çevrilmiştir. PP-N3 ve F-Al arasındaki CuAAC reaksiyonu ılıman koşullarda PP-F'nin eldesini sağlamıştır. Elde edilen PP-F'nin kimyasal yapısı ve yüzey özellikleri FT-IR, 1H-NMR, DSC ve su temas açısı analizleri ile karakterize edilmiştir. Su temas açısı (WCA) ölçümleri ile PP-Cl ve PP-N3'ün -Cl gruplarının yapıda çok fazla bulunmadığından benzer hidrofobiklik sergilediği bulunmuştur. İlginç bir şekilde F-Al'den gelen hidrofilik ester grubu ve PP-F'deki triazol halkası filmlerin ıslanabilirliğini arttırmıştır. Dahası, elde edilen PP-F ayrıca hidrofobik davranış göstermiş, fakat, PP-Cl ile karşılaştırıldığında WCA değerinde küçük bir azalma gözlemlenmiştir. Tezin son aşamasında ise, CuAAC "click" reaksiyonu ile azit fonksiyonlu PP-N3 ve alkin fonksiyonlandırılmış poli(L-laktit) (PLA-Alkin)' den yola çıkarak polipropilen-aşı-poli(L-laktit) aşı kopolimerleri elde edilmiş ve her aşamada elde edilen ürünlerin yapıları aydınlatılarak raporlanmıştır. Bu amaçla sırası ile PP-N3, PP-Cl' nin azidotrimetilsilan-tetrabutilamonyum fluorit ile reaksiyonu, PLA-Alkin ise L-laktit'in kalay(II) 2-etilhekzanoatın (Sn(Oct)2) katalizör ve propargil alkolün başlatıcı olarak kullanılarak halka açılma polimerizasyonu ile elde edilmiştir. Arkasından PP-aşı-PLLA kopolimerleri eldesi için CuAAC "click" reaksiyonu ortamda aynı miktarda PP-N3 ve farklı oranlarda PLA-Alkin olacak şekilde uygulanmıştır. Elde edilen ürünlere FT-IR, 1H-NMR, GPC, DSC, WCA ve biyobozunurluk ölçümleri yapılarak reaksiyonlarda farklı miktarda PLA-Alkin kullanımının nihai ürün özelliklerine olan etkisi incelenmştir. Aşı kopolimerlerin ıslanma ve termal özelliklerinin yanısıra biyobozunurluğu PP ana zincirindeki PLA yan zincir miktarı arttıkça geliştiği gözlemlenmiştir. PP-Cl, PP-aşı-PLA-1 (PLA oranı 1H-NMR analizinden 82.7% bulundu) ve PP-aşı-PLA-2 (PLA oranı 1H-NMR analizinden 78.4% bulundu) için su temas açısının sırası ile 90o±1.0'dan 81o±1.3 and 75o±1.6'ye düştüğü yani daha hidrofilik polimerlerin elde edildiği görülmüştür. Diğer taraftan PP-Cl, PLA-Alkin, PP-aşı-PLA-1 and PP-aşı-PLA-2 numuneleri için gerçekleştirilen enzimatik biyobozunurluk çalışmaları ile sırası ile kütle kayıplarının 4, 38.8, 13.6, 22.1% olduğu ispatlanmıştır