Dallanma ve molekül ağırlığının çok iyi kontrol edilebildiği yeni tip yıldız (star)
kopolimerler grup transfer polimerizasyonu ile başarılı bir şekilde sentezlenmiştir. Bu stardallı
kopolimerler uygun monomer/dallandırıcı ajan kullanılarak sentezlenen
makrojelleşmenin olmadığı çözünebilir nitelikte kopolimerlerdir. Tersiyer amin metakrilat
bazlı bu dallanmış polimerler, 2-(N-dimetilamino)etil metakrilat (DMA), 2-(Ndietilamino)
etil metakrilat (DEA), 2-(N-diizopropilamino)etil metakrilat ve 2-(Nmorfolino)
etil metakrilat ve etilen glikol dimetakrilat çapraz bağlayıcısını içermektedir.
Tez kapsamında 8 adet star kopolimer, 4 adet dallı kopolimer ve 2 adet analog-lineer
kopolimer sentezlenmiş ve karakterize edilmiştir. Tüm kopolimerlerin çözelti davranışları
(miselleşme, yüzey aktivite) incelenerek, misel çapları ve ebat dağılımları, kritik misel
konsantrasyonları (CMC) ve kritik miselleşme pH ve çözelti viskozite değerleri
belirlenmiştir. Star kopolimerlerin lineer analoglarına göre CMC değerlerinin benzer
olduğu, fakat daha küçük miseller verdiği gözlenmiştir.
Star-dallanmış kopolimerlerin PDMA blokları seçimli olarak kuaternizasyon ve
betainizasyon kimyası ile kuaternize edilmiştir. Türevsel kopolimerler stabilizör olarak,
PDEA mikrojel sentezlerinde başarıyla kullanılmış ve monodispers ebat dağılımına sahip
pH duyarlı mikrojeller elde edilmiştir. Sentezlenen bu mikrojellerin asidik pH değerlerinde
şişmiş durumda, bazik pH değerlerinde büzülmüş durumda olduğu gözlenmiştir. Ayrıca
yine türevlendirilmiş polimerler kullanılarak, polimer bünyesinde Au-nanopartikül
dispersiyonları hazırlanmış ve bu yapıların katalitik aktiviteye sahip oldukları bulunmuştur.
Bir diğer uygulama çalışmasında ise, star-dallı kopolimerler, üzerlerindeki boşlukları ve
fonksiyonel grupları sayesinde metil oranj boya moleküllerini sulu fazdan organik faza
çekmiş ve boya moleküllerini kapsülleyebilmiştir. Boya ve polimer molekülleri arasındaki
ev sahibi-konuk ilişkisi, boya moleküllerini sulu fazdan çekmemize imkan sağlamıştır.
Polimerlerin yapıları jel geçirgenlik kromatografisi ve 1H NMR spektroskopisi ile
çözelti davranışları ise dinamik ışık saçılım (DLS), 1H NMR spektroskopisi, viskometre,
yoğunluk ve yüzey gerilim ölçer cihazları ile belirlenmiştir. Mikrojeller için TEM ve DLS
çalışmaları, katalitik etkinlik çalışmaları UV-vis ile yapılmıştır.
Novel star copolymers with well controlled molecular weights and branching have
been successfully synthesized via group transfer polymerization. These star-branched
copolymers were soluble type copolymers which were synthesized without any
macrogelation formation by choosing suitable monomer/branching agent ratios. These
copolymers were based on tertiary amine methacrylates containing 2-(Ndimethylamino)
ethyl methacrylate (DMA), 2-(N-diethylamino)ethyl methacrylate (DEA),
2-(N-diisopropylamino)ethyl methacrylate and 2-(N-morpholino)ethyl methacrylate and
ethylene glycol dimethacrylate cross-linker. In this study, 8 star copolymers, 4 branched
copolymers and 2 analog-linear copolymers were synthesized and characterized. Solution
behaviours (micellization, surface activity) of all copolymers were investigated and their
micelle diameter and micelle size distributions, critical micelle concentrations (CMC),
critical micelle formation pH values, solution viscosities were determined. The related
star/branched copolymers had similar CMC values but smaller micelle diameter values
than that of their linear analogues.
PDMA blocks of star-branched copolymers were selectively quaternized by using
quaternization and betainization chemistry. Derivatized copolymers were successfully used
as novel stabilizers in the synthesis of PDEA microgels. PDEA microgels had
monodisperse size distributions and pH responsive nature. These microgels were in
swollen state at acidic pH and shrinked at basic pH values. In a different application study,
Au-nanoparticle dispersions were also prepared with these derivative polymers and these
structures were found to have good catalytic activity. Finally, due to having cavities and
functional groups, branched polymers pulled methyl orange dye molecules from aqueous
phase to organic phase and encapsulated dye molecules. Host-guest relationship between
copolymer and dye molecules allowed us to extract dye molecules from aqueous phase.
Polymer structures were determined by using gel permeation chromatography and
1H NMR spectroscopy. Their solution behaviours were investigated with dynamic light
scattering (DLS), 1H NMR, viscometer, densitometer, and surface tensiometer. TEM and
DLS were used for microgels, UV-vis was used for catalytic activity studies.
