Kumarin türevli kopolimer sistemlerinin geliştirilmesi

Abstract

Mevcut çalışmada, kumarin türevli yeni bir monomer olan 3-benzoil kumarin-7- il-metakrilat (BKMA) monomeri sentezlendi. Bileşiklerin karakterizasyonlarında FTIR, 1H-NMR ve 13C-NMR teknikleri kullanıldı. Serbest radikalik polimerizasyon yöntemi kullanılarak BKMA monomerinin metil metakrilat (MMA) ile farklı bileşimlerdeki bir seri kopolimeri hazırlandı. Kopolimer sistemlerinin bileşimleri 1H-NMR spektrumlarından belirlendi. DSC analizinden kopolimer bileşimindeki BKMA oranı %23 seviyesine düştüğünde camsı geçiş sıcaklığında 179 oC’den 165 oC’ye bir azalış görüldü. BKMA oranı %54 olan kopolimer sisteminin termal degradasyon kinetiği detaylıca araştırıldı. Bu amaçla farklı ısıtma hızlarında TGA analizi yapıldı. Referans kopolimerin Flynn-Wall-Ozawa (E = 210.30 kJ/mol) ve Kissinger (E = 212.28 kJ/mol) metotlarına göre hesaplanan termal bozunma aktivasyon enerji değerleri arasında oldukça iyi düzeyde bir uyum tespit edildi. Kopolimerin termal bozunma mekanizmasının belirlenmesinde Coats-Redfern, Tang, Madhusudanan, Van Krevelen ve Horowith Metzger kinetik metotları kullanıldı. Van Krevelen metoduyla (E = 213.68 kJ/mol, R = 0.9979) en iyi uyum görüldü. Bu sonuçlardan, kopolimerin 20 °C/dak optimum ısıtma hızında D3 üç boyutlu yayılma tipi yavaşlama mekanizması üzerinden ilerlediği belirlendi.

In this study, a new coumarin derived monomer 3-benzoyl coumarin-7-yl methacrylate (BKMA) was synthesized. At the characterization of compounds, FTIR, 1H-NMR and 13C-NMR techniques were used. A copolymer series of BKMA monomer with methyl methacrylate (MMA) at different compositions was prepared by free radical polymerization method. Copolymer compositions were determined with 1H NMR spectra. From DSC analysis, the glass transition temperature of copolymers was decreased from 179 oC to 165 oC when the level of BKMA ratio decreased to 23% level. Thermal degradation kinetics of the copolymer system with 54% BKMA ratio was investigated in detail. For this purpose, TGA analysis at different heating rates was performed. A good agreement was found between the thermal decomposition activation energies of the that copolymer according to Flynn-Wall-Ozawa (E = 210.30 kJ/mol) and Kissinger (E = 212.28 kJ/mol) methods. The kinetic methods of Coats-Redfern, Tang, Madhusudanan, Van Krevelen and Horowith Metzger were used to determine the thermal decomposition mechanism of copolymer. The best agreement was obtained for the Van Krevelen methods (E = 213.68 kJ/mol, R = 0.9979). From these results, it was determined that the copolymer proceeded through a D3 three-dimensional diffusion type deceleration mechanism at the optimum heating rate of 20 oC/min.