Polivinil pirolidon 'un çözelti dinamiği ve dekstran ile karışabilirliğinin incelenmesi

Birbiri içerisinde karışabilen veya karışamayan polimerlerin karışabilirliklerinin incelenmesi, polimerlerin sahip olduğu özellikleri bir araya getirdiğinden, polimerlerin kullanım alanı genişledikçe giderek önem kazanan bir yöntem olmuştur. Polivinil pirolidon (PVP) ve Dekstran polimerlerinin uyumu ve karışabilirliği, "benzer benzeri çözer" ifadesinin teorik uygulamasını, algoritmik yaklaşımlar temeliyle (HSPiP; "Hansen Solubility Parameters in Practice" hesaplamalı bilgisayar programı ile) iki farklı çözücüde incelenmiştir. Fonksiyonel grupların katkısı yöntemiyle, HSPiP hesaplamalı bigisayar programı kullanılarak, PVP ve Dekstran için, Kohesif Enerji Yoğunluğu/Çözünürlük Parametreleri, alt çözünürlük parametre bileşenleri ve bu bileşenlerin kombinasyonları hesaplanmıştır. Hesaplamalar sonucunda, bu parametreler kullanılarak, polimerlerin farklı çözücülerdeki çözünürlük/ilgi profilleri iki boyutlu (2D) ve üç boyutlu (3D) diyagramlar ile oluşturulmuştur. Algoritmik hesaplamaların sonucunda, polimer ve polimer karışım sistemleri için DMSO daha iyi ve uyumlu çözücü olarak seçilmiş, su ise daha zayıf çözücü olarak belirlenmiştir. Çalışmamızın başlangıcında, PVP 'nin etkileşim dinamiği/kimyasal ilgisini araştırmak amacıyla, polimerin yapısında bulundurduğu nem varlığında (bağıl nem) termal (DSC, DMA, TGA), spektroskopik (FT-IR, UV-Vis) ve viskozimetrik yöntemler kullanılmıştır. HSPiP programı ile gerçekleştirilen, hesaplamalar doğrultusunda, FT-IR ve UV-Vis Spektroskopisi (pik analiz çalışmaları için OriginPro 8.5 programı kullanılarak), Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC), Termogravimetrik Analiz (TGA), Dinamik Mekanik Analiz (DMA), ve Viskozimetri (Ubbelohde Viskozimetri) yöntemleri polimerler (PVP-Dekstran) arasındaki ve polimer-çözücü arasındaki spesifik etkileşimleri (özellikle hidrojen bağı oluşumlarını) karakterize etmek amacıyla kullanılmıştır. FT-IR, polimer karışımlarındaki etkileşimlerin gücünü ve davranışlarını incelemek için kullanılan bir yöntem olmuştur. PVP ve Dekstran karışım sistemi hazırlandığında, moleküler seviyede, iki molekül arasındaki dinamik etkileşimi değiştirmektedir. Bu değişimi gözlemlemek için öncelikli olarak FT-IR yöntemi kullanılmaktadır. PVP ağırlıklı olarak azot üzerinden veya laktam halkası üzerindeki karbonil grubu yoluyla H-bağı oluşturma kapasitesine sahiptir. Bu durumun, etkileşen grupların bant genişliğinde ve bant kaymalarında farklılığa neden olduğunu açıkca göstermektedir (C=O gerilme titreşimleri). PVP ve PVP-Dekstran için DMSO ve sulu çözeltilerinin, elektronik spektral absorpsiyon davranışları, elektronik geçişleri ile UV-Vis Spektrofotometri ile incelenmiştir. PVP ile Dekstran ve bu polimerlerin karışım sistemlerinin, su ve DMSO içerisindeki çözeltilerinin viskozimetrik davranışları incelenmiş ve klasik Huggins eşitliği kullanılarak, polimer-su ve polimer-DMSO sistemlerinin indirgenmiş viskozite ve intrinsik viskozite değerleri elde edilmiştir. PVP ve Dekstranın karışım örneklerinin termal davranışları, DSC ve TGA kullanılarak, dinamik mekanik özellikleri DMA ile incelenmiştir. DMA termogramlarında, polimerler ve karışımlarının camsı geçiş sıcaklıkları (Tg) ve camsı geçiş sıcaklıklarının farklılıkları, Depolama modülüs-Sıcaklık ve Depolama modülüsün türevi-Sıcaklık skalaları ile incelenmiş, polimer karışımlarının su ve DMSO çözücüleri ile hazırlanan örneklerinin temel Tg değişimleri gözlenmiştir. Bunlara ek olarak, polimer örneklerine nemin etkisi ve bağlı nemin etkileşim dinamiği ayrıntılı olarak tartışılmıştır. Anahtar Kelimeler: PVP Etkileşim Dinamiği, PVP-Dekstran Karışımları, HSPiP Hesaplamalı Bilgisayar Programı, Kimyasal İlgi, FT-IR, UV-Vis, DSC,TGA, DMA, Viskozimetri