Poli(m-fenilendiamin-ko-m-aminobenzoik asit) kopolimerinin sentezi ve spektroskopik özelliklerinin incelenmesi

Bu çalışmada, poli(m-fenilendiamin-ko-m-aminobenzoik asit) (P(mFDA-ko-ABA)) kopolimeri, kimyasal oksidasyon yöntemiyle amonyum persülfat kullanılarak sentezlenmiştir. Karşılaştırma yapmak amacıyla, aynı sentez şartlarında poli(m-fenilendiamin) (PmFDA) ve poli(m-aminobenzoik asit) (PmABA) homo polimerleri de sentezlenmiştir. Sentezlenen polimerler FT-IR spektroskopisi, UV-gör. bölge absorpsiyon spektroskopisi, fluoresans (FL) emisyon spektroskopisi, FE-SEM, XRD ve MALDI-TOF-MS ile incelenmiştir. PmFDA ve PmABA homo polimerlerinin ve P(mFDA-ko-mABA) kopolimerinin Cu(II), Fe(III) ve I2 redoks reaktifleri ile doplaması yapılmıştır. Cu(II), Fe(III) ve I2 ile doplanmış ve doplanmamış polimerlerin UV-gör. bölge absorpsiyon spektrumlarında direk ve indirek geçişli bant aralığı enerjileri hesaplanmıştır. PmABA polimerinin direk geçişli bant aralığı enerjisi 1,96 eV ve indirek geçişli bant aralığı enerjisi 1,54 eV, ve PmFDA polimerinin direk geçişli bant aralığı enerjisi 2,62 eV ve indirek geçişli bant aralığı enerjisi 1,90 eV olduğu bulunmuştur. P(mFDA-ko-mABA) kopolimerinin ise direk geçişli bant aralığı enerjisi 2,32 eV ve indirek geçişli bant aralığı enerjisi 1,78 eV olarak homo polimerlerinin arasında değerler elde edilmiştir. P(mFDA-ko-ABA) kopolimerinin bant aralığı enerjileri Cu(II), Fe(III) ve I2 ile doplanması ile azaldığı gözlenmiştir. Sentezlenen PmABA, PmFDA ve P(mFDA-ko-mABA) polimerleri FL spektroskopisi ile incelenmiş Cu(II), Fe(III) ve I2 doplama reaktiflerinin PmABA, PmFDA ve P(mFDA-ko-mABA) polimerlerine bağlanma Ka denge sabitleri FL emisyon giderme yöntemiyle incelenmiştir. Bağlanma denge sabitleri, Stern-Volmer ve Modifiye Stern-Volmer denklemleri kullanılarak hesaplanmıştır. PmABA polimerine Cu(II), Fe(III) ve I2'nin bağlanma Ka denge sabitleri sırasıyla 4,39 x 102, 2,43 x 1011 ve 1,54 x 103 M-1 ,PmFDA polimerine Cu(II), Fe(III) ve I2'nin bağlanma Ka denge sabitleri sırasıyla 5,28 x 107, 1,40 x 107 ve 1,06 x 1014 M-1, ve P(mFDA-ko-mABA) kopolimerine Cu(II), Fe(III) ve I2'nin bağlanma Ka denge sabitleri sırasıyla 1,09 x 103, 5,93 x 108 ve 9,75 x 1013 M-1 olarak bulunmuştur. FE-SEM görüntülerinde, PmABA 0-15 µm tanecik boyutlarında, düzensiz şekilli ve 0-400 nm nano gözenekli bir yüzeye sahip olduğu, PmFDA homo polimeri, 0-900 nm parçacık boyutlarında, düzenli ve küresel şekilli taneciklere sahip olduğu, ve P(mFDA-ko-mABA) kopolimeri de 0-800 nm parçacık boyutlarında, düzenli ve küresel şekilli taneciklere sahip olduğu görülmüştür. XRD analizleri PmFDA homo polimerinin daha çok amorf yapıya, PmABA homo polimeri ve P(mFDA-ko-mABA) kopolimeri daha yüksek kristal yapıya sahip olduğunu göstermiştir. MALDI-TOF-MS analizlerinden P(mPDA-ko-mABA) kopolimerinin ortalama molekül ağırlığı (Mn) 2263 Da olduğu ve 5500 Da'a kadar dağılım gösterdiği bulunmuştur. Özellikle P(mFDA-ko-mABA) kopolimerine Fe(III) ve I2 yüksek oranda bağlanmaktadır ve Fe(III) ve I2 katkılı P(mFDA-ko-mABA) kopolimer ışık absorpsiyon, fluoresans emisyon ve elektrokimyasal alanlarda kullanılabilecek potansiyel bir malzeme olacağı düşünülmektedir.