Akrilamit-maleikasit kopolimerinin hesapsal ve deneysel olarak FT-IR ile incelenmesi

Abstract

Bu tezde endüstride yaygın olarak kullanılan akrilamit monomerinin maleik asit monomeri ile oluşturmuş olduğu kopolimer oluşum rekasiyonu hesapsal ve deneysel metotlar kullanılarak incelenmiştir. Radikalik polimerizasyon ile üretimi gerçekleştirilen akrilamit–maleik asit kopolimer reaksiyonu oda koşullarında uygun bir katalizör kullanılarak reaksiyonun ilerlemesi sağlanmıştır. Kopolimer reaksiyonunda hesapsal yöntemler kullanılarak kırılacak bağların ve yeni oluşacak kopolimer zincirinin yapıları oluşturulmuş, reaksiyonun ilerleme mekanizması açıklanmaya çalışılmıştır. Moleküllerin en düşük enerjili geometrileri ve bu geometrilerin IR spektrumları hesaplanmıştır. Hesapsal yöntemler DFT (B3LYP) metodu ve 6-31+G (d,p) seti kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Reaksiyonlar IR spektrofotometresi cihazı ile eş zamanlı incelenmiştir. Kullanılan yöntem olarak background tanımlama yöntemi ile reaksiyonda kırılan bağlar ve oluşan kopolimer zinciri hakkında transmitans çizgisi üstünde ve altında oluşan değişimler yorumlaranak ve hesapsal veriler ile desteklenerek eş zamanlı reaksiyon takibi yapılmıştır. Maleik anhidridin suda çözünmesi sonucunda maleik asite dönüşümü yapılan titrasyon ile desteklenmiştir. Oda koşullarında akrilamit-maleik asit kopolimer rekasiyonu için uygun koşullar ve madde miktarları belirlenmiştir.

In this thesis, the copolymerization reaction, in which the acrylamide, which is widely used in the industry and maleic acid has been investigated by using computational and experimental methods. The acrylamide-maleic acid copolymerization reaction, which is carried out by radical polymerization, is allowed to proceed using an appropriate catalyst at ambient temperature. By using computational methods for the copolymerization reaction, the bond braking and the newly formed copolymer chain were investigated and the mechanism of the progress of the reaction was tried to be explained. The FTIR spectra of low energy geometries of the monomers and expected polimers are calculated. The computational methods were performed using DFT (B3LYP) method and 6-31 + G (d, p) set. As experimental, the reaction was analyzed step by step simultaneously with FT-IR spectrophotometer. By using the background defining method, the bond breaking and formation in the reaction can be observed. Additionally, the changes occurring in the reaction media can be explained above and below of the transmittance line in the case of the generated copolymers are supported by simultaneous reactions by interpretation and computational data. The conversion of maleic anhydride into maleic acid was supported by volumetric titration. Suitable conditions and substance quantities for acrylamide-maleic acid copolymer reaction in ambient temperature have been determined.