Tetrahidrofurfuril metakrilatın Ce(IV) varlığında polimerleşmesi

Abstract

Tetrahidrofurfuril metakrilat (TFMA), Ce(IV) iyonu varlığında farklı deneysel koşullar altında kimyasal ve elektrokimyasal olarak polimerleştirilmiştir. Elde edilen polimerler genel organik çözücülerde çözünmüştür. Elektrokimyasal başlamada elde edilen polimerlerin yüzde dönüşüm değerlerinin kimyasal başlamaya göre daha fazla olduğu görülmüştür. Elektrokimyasal başlamanın görünen aktifleşme enerjisi 45.86 kJ/mol olarak bulunmuştur. Polimerleşmeye gün ışığının ve ortamdaki oksijenin etkisi gözlemlenmiştir. Elde edilen polimerik ürünler FTIR, 13C-NMR, DSC ve TGA ile karakterize edilmiş ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile görüntüleri alınmıştır. Polimerleşme mekanizmasında Ce(IV) ve indirgen arasındaki tepkimeyi belirlemek için Dönüşümlü Voltametri (DV) çalışması yapılmıştır. Spektroskopik ve termal çalışmaların sonuçları, TFMA polimerleşmesinin tetrahidrofurfuril gruplarının büyük olasılıkla açılmadığı ya da polimerleşmeye katılmadığını, polimerleşmenin vinilik bağın açılmasıyla olduğunu göstermiştir. Camsı geçiş sıcaklığı her iki yöntemle de elde edilen polimerler için 75°C civarında görülmüştür. TGA çalışmaları sonucunda 2 basamaklı kırılma gözlenmiştir. DV çalışmalarından, Ce(IV) iyonu monomer ile tepkimeye girdiği gözlemlenmiştir. SEM çalışmalarıyla polimerlerin hazırlanış şekli ne olursa olsun birbirlerinin üzerlerine yığıldıkları belirlenmiştir.

Tetrahydrofurfuryl methacrylate (TFMA) has been polymerized chemically and electrochemically in the presence of Ce(IV) under different conditions. The polymers obtained were soluble in common organic solvents. It was observed that, the percent conversions of polymers obtained by electrochemical initiation was more than the polymers obtained by chemical initiation. The apparent activation energy for electrochemical polymerization was found 45.86 kJ/mol. It was found that daylight and the oxygen in the medium affects the polymerization. The polymers obtained were characterized by FTIR, 13C-NMR, DSC, TGA and the pictures of the polymers were taken by SEM. To evaluate the polymerization mechanism, cyclic voltammetric (CV) study was performed. Spectrophotometric and thermal experiments showed that during polymerization, tetrahydrofurfuryl groups most probably were not opened and were not contributed for the polymerization, instead the polymerization proceeded by the opening of vinylic groups. Glass transition temperature (Tg) was observed as around 75oC for both methods. Two stage degradation mechanism was observed by TGA. The study of CV showed that monomer reacted in the presence of Ce(IV). SEM pictures showed that the polymers accumulated as a random plates and concentrated on each other whatever the polymerization methods were.