Hidrokolloid ve zeolit içeren propenamid temelli yeni biyokompozit hidrojellerin karakterizasyonu ve polimerik adsorpsiyon potansitelleri

Abstract

Amaç: Bu çalışmada, Hidrokolloid olarak bilinen ve doğal bir polisakkarit olan "Akasya gamı" (Acacia gum, Gum arabic) (AG)", kristal yapıya sahip bir alüminyum silikat olarak bilinen "zeolit (ZEO)" ve "sodyum stirensülfonat (SSS)" gibi hidrofilik bir yardımcı monomerin; çapraz bağlı polimer üretiminde yaygın kullanılan nötral bir monomer olan propenamid (PrAm, akrilamid), ile birlikte oluşturacakları yeni bir biyokompozit polimerik adsorbanın üretimi, karakterizasyonu ve polimerik adsorpsiyon potansiyellerinin araştırılması amaçlanmıştır. Materyal ve Yöntem: AG, ZEO, SSS ve PrAm içeren yeni biyohibrit hidrojeller, sulu çözelti ortamında serbest radikalik katılma polimerleşmesi ile elde edilmiştir. Tepkimeyi başlatmak amacıyla amonyum persülfat (APS) ve tepkimenin hızla ilerlemesini sağlamak amacıyla N,N,N',N'-tetrametiletilendiamin kullanılmıştır. Çapraz bağlayıcı olarak, poli (etilen glikol)diakrilat seçilmiştir. Sentez aşamasında, ortama ZEO ve AG'ın birlikte eklenmesiyle yeni biyokompozit hidrojel polimerler elde edilmiştir. Yapısal karakterizasyon için FT-IR spektroskopisi ve taramalı elektron mikroskopisi (SEM) tekniği uygulanmıştır. Polimerik sistemlere şişme testleri uygulanarak, şişme ve su difüzyonu ile ilgili çok sayıda parametre bulunmuştur. Çalışmanın son aşamasında, toluidin blue, gibi katyonik karakterde boyarmadde kullanılarak sulu ortamlardan boyarmadde soğurum çalışmaları değerlendirilmiştir. Bulgular: Çalışma sonunda yüksek oranda su tutabilen hidrojeller elde edilmiştir. Bu örneklerin yüksek oranda su tutabildiği ve toluidin blue gibi katyonik bir boyarmaddeyi yüksek sayısal değerlerde soğurabildiği izlenmiştir. Sonuç: Bu çalışmada elde edilen polimerik sistemlerin, çevrede bulunan boyarmadde gibi kirleticileri etkin olarak adsorplama kapasitelerinin yüksek olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Objective: In this thesis, a natural polysaccharide known as hydrocolloid, such as "Acacia gum" (Gum arabic) (AG)", "zeolite (ZEO)", which is an aluminum silicate with a crystal structure, and a hydrophilic co-monomer; "sodium styrenesulfonate (SSS)" were used. The aim of this study is to investigate the production, characterization and polymeric adsorption potentials of a new biocomposite polymeric adsorbent that they will form together with propenamide (PrAm, acrylamide), a neutral monomer widely used in the production of cross-linked polymers. Material and Methods: New biohybrid hydrogels containing AG, ZEO, SSS and PrAm were obtained by free radical addition polymerization in aqueous solution. In this reaction, ammonium persulfate (APS) was used to initiate the reaction and N,N,N',N'- tetramethylethylenediamine was used to accelerate the reaction. As the crosslinker, poly(ethylene glycol)diacrylate was chosen. At the synthesis stage, new biocomposite hydrogel polymers formed by adding ZEO and AG together to the medium were obtained. FT-IR spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM) technique were applied for structural characterization. By applying swelling tests to polymeric systems, many parameters related to swelling and water diffusion has been found. In the last stage of the study, dye absorption studies from aqueous media were evaluated by using cationic dye such as toluidine blue. Results: At the end of the study, hydrogels with high water retention were obtained. It has been observed that these samples can hold water at a high rate and can absorb a cationic dye such as toluidine blue. Conclusion: It has been concluded that the polymeric systems obtained in this study have a high capacity to effectively adsorbent for pollutants such as dye in the environment.