Atom Transfer Radikal Polimerizasyon'da aktif bakır (I) kompleks katalizinin reaksiyon ortamında üretilmesi
Özet
Atom Transfer Radikal Polimerizasyon (ATRP) yakın dönemde birçok akademik araştırmaya konu olmuş kontrollü/”yaşayan” radikal polimerizasyon (LRP) yöntemlerindendir. Yüksek maliyetli ve hazırlık esnasında kolaylıkla oksitlenebilen düşük oksidasyon basamağındaki metal tuzları katalizliğinde gerçekleşmesi ATRP’nin en büyük dezavantajlarındandır. Bu çalışmada stiren (St) ve metil metakrilatın (MMA) ATRP’si Cu (II)/ N,N,N’,N”,N”-pentametildietilentriamin (PMDETA)/ p-metoksitiyofenol ya da sodyum tiyofenolat (PhSNa) katalizliğinde belirli miktarda hava varlığında sırasıyla 110 ve 90 oC’de gerçekleştirilmiştir. Normal ATRP’den farklı olan bu yeni yaklaşım, tiyofenol türevi gibi elektron transfer bileşiklerinden Cu (II)’ye (deaktivatör) elektron transferi sonucu Cu(I)’in (aktivatör) in situ oluşumuna dayanmaktadır. In situ Cu(I) oluşumu CuCl2/PMDETA/PhSNa’nın N,N-dimetilformamid içindeki karışımından belirli zaman aralıklarında alınan örneklerin UV-VIS ölçümleriyle izlenmiştir. Bunun yanında p-metoksitiyofenol ve PhSNa’nın elektron transfer bileşiği olarak polimerizasyon kinetiği üzerine etkileri incelenmiştir. Polimerizasyonların monomer konsantrasyonuna göre 1. dereceden kinetik izlediği ve sayıca ortalama molekül ağırlıklarının % dönüşümle orantılı olarak arttığı gözlenmiştir. Ayrıca CuBr2/PMDETA/p-metoksitiyofenol katalizliğinde belirli miktarda hava varlığında gerçekleştirilen ATRP ile sentezlenen polistiren (PS) homopolimeri MMA ile zincir uzatma polimerizasyonunda makrobaşlatıcı olarak kullanılıp PS-PMMA blok kopolimeri sentezlenmiştir. Yapılan zincir uzatma polimerizasyonu ve kinetik çalışmalar ile Cu(II)/PMDETA/p-metoksitiyofenol ya da PhSNa katalizli polimerizasyonların yaşayan karakterde olduğu kanıtlanmıştır. ATRP'de in situ Cu(I) oluşumu metodu normal ATRP’nin bütün avantajlarını taşımasının yanı sıra düşük maliyetli ve hava koşullarında kararlı Cu(II) tuzlarının kullanılmasına ve polimerizasyonun sınırlı miktarda hava varlığında gerçekleştirilmesine olanak tanımaktadır. Böylelikle ATRP’nin uygulanabilirliğini kısıtlayan en önemli dezavantajlardan biri ortadan kaldırılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Atom Transfer Radikal Polimerizasyon, stiren, metilmetakrilat, tiyofenol.
Tam Metin: PDF