İyi çözücü içerisinde kopolimer jellerinin şişmesi; zaman ayrımlı floresans çalışma

Özet

Disk şekline sahip kopolimer jellerin şişme işlemini incelemek için zaman ayrımlı floresans teknik (FTRF) kullanılmıştır. Metilmetakrilat (MMA) ve stiren (S) monomerlerinin karışımı ile hazırlanan kopolimer jellerde, etilen-glikol-etilmetakrilat (EGDM) çapraz bağlayıcı ve 2,2-azobisizobutironitril başlatıcı olarak kullanılmıştır. Floresans molekül piren(P) polimerleşme sırasında jel içerisine tuzaklanmıştır. P moleküllerinin yaşam zamanları, difüzyon ve kullanılan organik çözücü kalitesi arasındaki ilişkiyi saptamak için iyi çözücü içerisindeki kopolimer jellerin şişmesi sırasında gözlenmiştir. P yaşam zamanının davranışı Stern-Volmer yasasıyla yorumlanmıştır. Şişme zaman sabiti $(tau_c)$ ve kollektif difüzyon katsayısını $(D_c)$ bulmak için Li-Tanaka denklemi kullanılmış ve $(tau_c)$ ile $(D_c)$'nin kullanılan organik çözücü ve kopolimeri oluşturan polimerik malzemelere bağımlı olduğu görülmüştür.

Abstract

The swelling of disc-shaped heterogels were studied using Fast Transient Fluorescence Technique (FTRF). In this technique the photo multiplier tube (PMT) is gated or strobed by a voltage pulse that is synchronized with the pulsed light source. Disc-shaped heterogels were prepared by combination of methyl-methacrylate (MMA) and styrene (S) with ethylene glycol dimethacrylate (EGDM) as a crosslinker agent in the presence of 2,2'-azobisisobutyronitrile (AIBN). Pyrene (P) was introduced as an extrinsic floroprobe during polymerisation. Seven different gels were prepared at 70°C temperature in constant (1.5 % v/v) EGDM content with various combinations of MMA and S contents. Lifetimes of P were measured in-situ swelling processes of heterogels in good solvents to determine the relationship between the diffusion and solvent quality. Chloroform and toluene were chosen as swelling agent which have the solubility parameter, $delta$ of 19 and 18.2 $(MPa^2$ respectively. These values of $delta$ of the solvents are sufficient to make the chloroform and toluene good solvent for PMMA $(delta_p=19 (MPa)^{1/2})$ and PS $(delta_p=18.5 (MPa)^{1/2})$, respectively. An equation is derived for low-quenching efficiencies to interpret the behaviour of the lifetime of P during swelling. Li-Tanaka equation was employed to determine the swelling rate constant, $(tau_c)$ and the cooperative diffusion coefficients, $(D_c)$ in heterogel and they were found to be strongly correlated with the chosen solvent and the polymeric material in the heterogel system.