İzokumarin türevli yeni kopolimerlerin sentezi ve termal özelliklerinin araştırılması

Abstract

Mevcut çalışmada, izokumarin türevli bir monomer olan 2-(izokumarin-3-il)- 2-okso-etil metakrilat (İKEMA) monomerinin metil metakrilat (MMA) ile farklı bileşimlerde bir seri kopolimeri serbest radikalik polimerizasyon yöntemi kullanılarak hazırlandı. Kopolimer sistemlerinin spektral karakterizasyonunda FTIR ve 1H-NMR teknikleri kullanıldı. Farklı bileşimlerdeki izokumarin türevli kopolimerlerin termal özellikleri termogravimetrik analiz metodu (TGA) ile belirlendi. %48 izokumarin birimi (İKEMA) ihtiva eden poli(İKEMA:0,48-ko MMA) kopolimer sisteminin termal bozunma kinetiği detaylıca araştırıldı. Bu amaçla, Flynn-Wall-Ozawa, Kissinger, Coats-Redfern, Tang, Madhusudanan, Van Krevelen ve Horowith-Metzger gibi farklı kinetik metotlar kullanıldı. Referans kopolimerin termal bozunma aktivasyon enerji değeri Flynn-Wall-Ozawa ve Kissinger metotlarına göre 126.17 kJ/mol ve 125.32 kJ/mol olarak hesaplandı. Bu iki metot ile en iyi uyum Coats-Redfern metoduyla (E = 128.43 kJ/mol, R = 0.9986) sağlandı. Buna göre, izokumarin halkası içeren yeni bir kopolimer olan poli(İKEMA:0,48-ko-MMA) kopolimerinin D1mekanizması tek boyutlu yayılma tipi yavaşlama mekanizması üzerinden 5 °C/dakika optimum ısıtma hızında termal bozunma mekanizmasının ilerlediği tespit edildi.

In present study, a copolymer series of an isocoumarin derived monomer 2- (isocoumarin-3-yl)-2-oxo-ethyl methacrylate (IKEMA) with methyl methacrylate (MMA) at different compositions was prepared by free radical polymerization method. At the spectral characterization of copolymer systems, FTIR and 1H-NMR techniques were used. Thermal properties of isocoumarin derived copolymers at different compositions were determined by thermogravimetric analysis method (TGA). Thermal degradation kinetics of poly (IKEMA:0,48-co-MMA) copolymer system containing 48% isocoumarin unit (IKEMA) was investigated in detail. For this purpose, different kinetic methods such as Flynn-Wall-Ozawa, Kissinger, Coats Redfern, Tang, Madhusudanan, Van Krevelen and Horowith-Metzger method were used. Thermal decomposition activation energy of the reference copolymer was calculated as 126.17 kJ/mol and 125.32 kJ/mol according to Flynn-Wall-Ozawa and Kissinger methods. The best fit with these two methods was achieved using the Coats-Redfern method (E=128.43 kJ/mol, R=0.9986). Accordingly, it was determined that the thermal decomposition mechanism of a novel copolymer containing isocoumarin ring poly(İKEMA:0,48-co-MMA) proceeded through a D1 one-dimensional diffusion type deceleration mechanism over the optimum heating rate of 5 °C/min.