Gözenekli poli(stiren-glisidil metakrilat) latekslerin sentez, karakterizasyon ve uygulama çalışmaları

Abstract

Bu tez kapsamında, gözenekli poli(stiren-glisidil metakrilat) (PSGMA) latekslerin sentezi, modifikasyonu ve sulu ortamdan ortamın pH’ına ve yüzeyin modifikasyonuna bağlı olarak borik asit adsorpsiyonu üzerine çalışmalar gerçekleştirilmiştir. İlk olarak, 0,1 mm çaplı gözenekli PSGMA lateksleri süspansiyon polimerizasyonu ile sentezi gerçekleştirilmiştir. Ardından PSGMA lateksi yapısında bulunan epoksi grupları (1) etanol amin, (2) N-metil-D glukamin veya (3) tris(hidroksimetil)aminometan (THAM) ile reaksiyona sokularak üç farklı –OH zengin türevler (MPSGMA) elde edilmiştir. Başka bir çalışma ile ise, sentezlenen PSGMA lateksi, glisidil metakrilat ile kaplanarak iki tabakalı –OH zengin lateksler (CPSGMA) elde edilmiş, ardından yukarıda bahsedilen fonksiyonel gruplarla modifiye edilerek yeni modifiye lateks partiküleri oluşturulmuştur. Elde edilen bu gözenekli ve –OH zengin yeni lateksler (MPSGMA ve CPSGMA ) uygun pH ortamında sulu çözeltiden borik asit (BA) adsorpsiyon prosesinde başarılı bir şekilde kullanılmıştır. İkinci olarak, PSGMA lateksler faklı organik fazlarda da sentezlenerek gözenekli yapı ve lateks morfolojisi üzerine çeşitli faktörlerin etkisi incelenmiştir. Dağıtıcı fazdaki (su) organik faz miktarı, organik faz türü, stabilizör, başlatıcı ve çapraz bağlayıcı miktarı değişiminin latekslerin morfolojisi, boyutu ve ebat dağılımları üzerine etkileri sistematik olarak araştırılmıştır. Son olarak PSGMA, MPSGMA, CPSGMA latekslerinin borik asit adsorpsiyon kapasiteleri farklı ortam pH’larında incelenmiştir. Borik asit yüklemeden önce ve sonra, tüm öncü ve türevsel lateksler infrared spektrometresi, taramalı elektron mikroskobu, termogravimetrik analiz kullanılarak karakterize edilmiştir.

In this study, synthesis and modification of porous poly(styrene-glycidyl methacrylate) latexes and their usage in boric acid (BA) adsorption process from aqueous media depending on both solution pH and their surface modification have been studied. Firstly, porous PS-GMA latexes were synthesized via suspension polymerization with a diameter of 0.1 mm. Their modification were successfully carried out by reacting GMA epoxy groups with (1) ethanol amine, (2) tris(hydroxymethyl)aminomethane (THAM) or (3) N-methyl-D-glucamine to get tree different -OH rich derivatives. In another study, PSGMA latexes were coated with PGMA layer with an additional process to get two layer latex (CPSGMA) with epoxy-rich surface. CPSGMA latexes were also modified to get –OH rich surface. The related porous -OH rich MPSGMA and PSGMA latexes were successfully used in BA adsorption process in aqueous media at a suitable pH. Secondly, PSGMA latexes were also synthesized in different organic phases to examine the effects of different parameters on porous structure and latex morphology. It was investigated that both latex sizes and size distributions depended on the type and amount of organic solvent, water/organic solvent ratios, and amount of stabilizer, initiator and crosslinker. Finally, boric acid adsorption capacities of all PSGMA, MPSGMA, and CPSGMA latexes were investigated at different solution pH values of the medium. Before and after BA loading, all precursor and derivative latexes were characterized by using scanning electron microscope, infrared spectrroscopy and thermo-gravimetric analysis.