Tersiyer amin metakrilatlara dayalı suda çözünebilir diblok kopolimelerin termodinimak etkilşimleri ve yüzey karatirezsiyonu

Abstract

Polimer malzemelerin termodinamik özelliklerini belirlemede basarıyla kullanılan Ters Gaz Kromatografisi (TGK) yöntemiyle tersiyer amin metakrilatlara dayalı, suda çözünebilen 2-(dietilamino)etilmetakrilat 2-(dimetilamino)etilmetakrilat (DEA-DMA) ve 2-(dimetilamino)etilmetakrilat 2-(N-morfolino)etilmetakrilat (DMA-MEMA) diblok kopolimerler, camsı geçis sıcaklıklarının (Tg) altındaki ve üstündeki sıcaklıklarda incelenmistir. Tg altındaki sıcaklıklarda; adsorpsiyon entalpileri, serbest enerjileri, entropileri, yüzey serbest enerjisinin dagılım (dispersif- London) bilesenleri ve Lewis yüzey asitlik, KA ve bazlık, KD sabitleri belirlenmistir. Tg üstündeki sıcaklıklarda ise alifatik, alisiklik ve aromatik yapıdaki hidrokarbonların sorpsiyonuna ait termodinamik parametreler, agırlık kesri aktiflik katsayıları, Flory- Huggins etkilesim parametreleri, kullanılan hidrokarbonlar ve diblok kopolimer için çözünürlük parametreleri hesaplanmıstır. n-Alkanların diblok kopolimerler üzerine adsorpsiyonundan elde edilen adsorpsiyon entalpisi ve serbest enerji degerleri artan karbon atomu sayısıyla artmaktadır. Yüzey serbest enerjisinin dagılım bilesenleri artan sıcaklıkla azalmıstır. Hesaplanan KA ve KD sabitlerine göre DEA-DMA ve DMA-MEMA diblok kopolimer yüzeylerinin bazik yapıda oldugu görülmüstür. Sorpsiyona ait termodinamik parametreler incelendiginde hidrokarbon grupları arasında farklılıklar gözlenmektedir. Hesaplanan agırlık kesri aktiflik katsayıları ve Flory-Huggins etkilesim parametreleri birlikte degerlendirildiginde, kullanılan hidrokarbon gruplarının çözme yeteneklerinin her iki diblok kopolimer için aromatik>alisiklik>alifatik hidrokarbon grubu sırasında azaldıgı görülmüstür. Kullanılan bilesiklerle termodinamik etkilesimleri incelenen ve yüzey özellikleri belirlenen asidik sulu çözeltilerde hidrofilik-hidrofilik karakterdeki, lineer diblok kopolimerler için TGK’nın uygun bir yöntem oldugu belirlenmistir.

The IGC method is useful in determining the thermodynamic properties of polymeric materials. Water soluble diblock copolymers 2-(diethylamino)ethyl methacrylate) 2-(dimethylamino)ethylmethacrylate (DEA-DMA) and 2- (dimethylamino)ethylmethacrylate 2-(N-morpholino)ethylmethacrylate (DMAMEMA) which are based on tertiary amine methacrylates were investigated at the temperatures below and above their glass transition temperatures (Tg) by Inverse Gas Chromatography (IGC) method. At the temperatures below the Tg; the adsorption enthalpies, free energies, entropies, the dispersive (London) components of the surface free energy and Lewis surface acidity, KA and Lewis basicity, KD were determined. At the temperatures above the Tg; sorption thermodynamic parameters of some aliphatic, alicyclic and aromatic hydrocarbons, weight fraction activity coefficients, Flory- Huggins interaction parameters and solubility parameters for hydrocarbons and polymers were calculated. The adsorption enthalpies and free energies obtained by the adsorption of nalkanes on diblock copolymers increased with increasing number of carbon atoms. The dispersive components of the surface free energy decreased with increasing temperature. According to the calculated KA and KD parameters it was found that the surface of DMA-MEMA diblock copolymer was more basic than the surface of DEADMA diblock copolymer. In sorption thermodynamic parameters, differences were observed between hydrocarbon groups. Evaluating the calculated values of the weight fraction activity coefficients and Flory-Huggins interaction parameters together, the solving ability of used hydrocarbons for both of the diblock copolymers decreased in the following sequence: aromatic> alicyclic>aliphatic hydrocarbons. IGC was determined as a convenient method for characterizing the surface properties of linear diblock copolymers having hydrophilic-hydrophilic character in acidic aqueous solutions and investigating their thermodynamic interactions with the used probes.