Polipirolün tiyenil uç gruplu poli (dimetilsiloksan) ile FeCl3 varlığında kopolimerizasyonu

İletken polimerlerin elektriği neredeyse metaller kadar iyi iletmeleri, benzer elektronik ve optik özellikleri göstermeleri, korozyona karşı dayanıklı olmaları ve kolay yöntemlerle elde edilebilmeleri gibi başlıca avantajları bilim ve teknoloji alanındaki ilgiyi üzerlerine çekmelerini sağlamıştır. İlerleyen zaman içinde proses edilmelerindeki güçlükler uygulamada zorluklara sebep olmuş ve ticarileşmelerine engel oluşturmuştur. Dolayısıyla iletken polimer alanındaki yeni çalışmalar konjuge polimerlerin elektriksel özelliklerinden kaybetmeden aynı zamanda işlenebilir bir malzeme elde etmek üzere modifiye edilerek yeni kopolimerlerin dizaynı ve sentezi üzerine yoğunlaştı. Polipirol, iyi bir iletkenlik gösteren ve korozyona dayanıklı, kullanışlı bir iletken polimerdir. İkincil piller, elektrokromik görüntü cihazları, ışık yayan diyotlar (LEDs), kapasitörler, sensörler, membranlar ve enzim elektrotlar gibi geniş kullanım alanlarına yayıldıkça, polimerin özellikleri ile ilgili gelişmeler gözlenmeye başlandı. Polipirol, pirol monomerinin kimyasal redoks polimerizasyonu ile sentezlenebilir. Kimyasal oksidatif polimerizasyon için oksidant ve çözücü seçimi çok önemlidir. Potasyum persülfat (K2S208), hidrojen peroksit (H202), demir (III) ve seryum (IV) tuzları en çok kullanılan oksidantlardır. DMF (dimetil formamide) ve DMSO (dimetilsülfoksit) gibi yüksek donör numaralı solventler dışında protik ve aprotik birçok solvent bu reaksiyonda kullanılabilir. Machida ve diğ. (1989) tarafından yapılan çalışmada en yüksek iletkenlik değeri, solvent olarak metanol seçildiğinde ve oksidant olarak demir (III) klorür seçildiğinde 220 S/cm olarak bulunmuştur. Polidimetilsiloksan polisiloksanlar arasında en yaygın kullanılan polimerdir. PDMS gibi iyi özelliklere sahip polimerik malzemeleri hazırlamak için silikon atomunda sübstitüe edilmiş reaktif gruba sahip polisiloksanlar başlangıç bileşikleri olarak kullanılır. Esnek siloksan kısım iletken polimerlerin fiziksel özelliklerini arttırır. Yumuşak kontakt lensler ve suni ciltler gibi biyomedikal metaryaller, yapıştırıcılar, yüksek performanslı elastomerler ve sıvılar ile yüzey modifikasyonları uygulamalarında yaygın olarak kullanılır. Bu çalışmanın amacı, büyük tanecik boyutları ve birçok çözücüde çözünememesinden dolayı işlenemeyen polipirolün kopolimerini yaparak daha küçük tanecik boyutunda, işlenebilir ve çözünebilir bir polimer elde etmektir. Bu gaye ile, tiyenil sonlu Poli (dimetilsiloksan) ile polipirol'ün demir (III) klorür varlığında kopolimerizasyonu incelenmiştir. Mono hidroksi poli (dimetilsiloksan) 2-tiyofenkarbonil klorür ile reaksiyona girerek tiyenil sonlu bir makromonomer haline gelmiştir. Tiyenil grubunun amacı ileride yapılacak blok kopolimer yapısında iletken polipirol kısmı ve iletken olmayan poli (dimetilsiloksan) kısmı arası köprü görevi görmek ve malzemenin kimyasal yükseltgenme potansiyelini arttırarak demir (III) klorür oksidantı için uygun hale getirmektir. 24 saat süren reaksiyon sonucu tiyenil uçlu Poli (dimetilsiloksan) (PDMS-ThC) elde edilmiş ve reaksiyonun başarıyla sonuçlandığı FTIR sonuçlarıyla kanıtlanmıştır. Tiyenil sonlu poli (dimetilsiloksan) ile pirol monomerinin kopolimerizasyonu demir (III) klorür varlığında, oda sıcaklığında gerçekleşmiştir. Reaksiyon ortamı olarak saf THF kullanıldı. Elde edilen ürünler FTIR spektroskopik yöntemi ile karakterize edildi ve SEM görüntüleri ile morfolojik olarak incelendi. Yapılan deney sonuçlarına göre tiyenilleme reaksiyonunun FTIR verilerine göre başarıyla gerçekleştirildiği ve tiyenil uçlu Poli(dimetilsiloksan) grubunun etkisiyle polipirol ortalama tanecik boyutlarında azalma olduğu gözlemlendi. Kopolimerizasyon işlemleri sırasında mol oranları optimum hesaplanarak da beklenen iletkenlik kaybı minimum düzeyde tutuldu, böylece işlenebilir ve yüksek iletkenlikte bir polipirol kopolimeri elde edildi.