Poli(akrilamid) hidrojellerinin mikroskopik özellikleri ve makroskopik elastik davranışları arasındaki bağıntı
Özet
Bu çalışma kapsamında Akrilamid (AAm) monomeri ve N,N’-metilenbisakrilamid (BAAm) çapraz bağlayıcısı kullanılarak farklı başlangıç monomer konsantrasyonlarında ve değişen miktarlarda çapraz bağlayıcı içeren poli (akrilamid) (PAAm) hidrojelleri sentezlenmiştir. Hidrojellerin şişme ve elastisite ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Statik ışık saçınımı tekniği ile hidrojellerin inhomojenite derecesi ölçülmüştür. Yapılan ölçümler sonucunda, PAAm hidrojellerinin mikroskopik özellikleri ile makroskopik elastik davranışları arasında bağıntı olduğu gözlenmiştir. Hidrojellerin sentez sonrası elastisite ölçümlerinden, BAAm’ in çapraz bağlanma etkinliği exl yani etkin çapraz bağ oluşturan BAAm oranı hesaplanmış ve sentez sırasında kullanılan başlangıç monomer konsantrasyonu azaldıkça exl’ in belirgin bir şekilde azaldığı görülmüştür. Başlangıç monomer konsantrasyonu C0 = 3 w/v% olan jeller için exl = 10-2 – 10-3 olarak bulunmuştur. Bu sonuç; sentez sırasında kullanılan BAAm’ in 99 ile 99.9 % aralığındaki büyük bir kısmının halka ve çok-katlı çapraz bağlanma reaksiyonları gibi yan reaksiyonlarda ve elastik olarak etkin olmayan bağların oluşumunda harcandığını göstermektedir. Hidrojellerin sentez sonrası ışık saçınımı sonuçlarının Debye-Bueche teorisi ile yorumlanmasından, PAAm hidrojellerindeki inhomojenitenin boyutunu veren korelasyon uzunluğu yaklaşık 10 nm olarak bulunmuştur. Sentez sırasında kullanılan başlangıç monomer konsantrasyonu arttırıldığında, BAAm’ in çapraz bağlanma etkinliğinin arttığı ve dolayısıyla PAA jellerindeki konsantrasyon dalgalanmalarının azaldığı görülmüştür. Jellerin elastise ve ışık saçınımı ölçümlerinden elde edilen sonuçlardan; polimerizasyon reaksiyonu sırasında boşa harcanan çapraz bağlayıcı moleküllerinin miktarı ile jellerin yapısal inhomojenitesi arasında bağıntı olduğu anlaşılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Hidrojel, inhomojenite, ışık saçınımı.
Tam Metin: PDF