Yüksek Kükürt İçerikli Polimerik Malzemelerin Sentezi ve Uygulamaları

Abstract

Doğal kaynaklardan ve petrol rafinerilerinden elde edilen elementel kükürt, yaygın olarak bulunan pahalı ve zehirli olmayan bir malzeme olmasına rağmen, kükürt için endüstride büyük ölçekli üretken kullanımlar bulmak önemli bir ilerleme olacaktır. Öte yandan, gelecekte bitkisel yağların yenilenebilir kaynaklardan polimer üretiminde kilit rol oynaması beklenmektedir. Bu çalışmada, ters vulkanizasyon yöntemi kullanılarak farklı yağ asitleri (oleik asit (OA), linoleik asit (LA) ve linolenik asit (LnA)) ve elementel kükürtten, yüksek kükürt içerikli yeni bir poli(kükürt-rastgele-yağ asidi) (poli(S-r-YA)) polimer serisi sentezlenmiş ve başarılı bir şekilde karakterize (NMR, Raman, FTIR, UV, GPC, SEM, DSC, TGA vb.) edilmiştir. Özellikle, çift bağların ve serbest alkil zincirlerinin polikükürt kopolimerleri üzerindeki etkisi, bir çift bağlı OA, iki çift bağlı LA ve üç çift bağlı LnA kullanılarak, sistematik olarak araştırılmıştır. İlgili kopolimerler yaygın organik çözücülerde çözünür ve işlenebilirdir. Öte yandan, polimer yapısında yağ asitlerinin bulunması nedeniyle, kopolimerler reaktif fonksiyonel birimlere (karboksilik grup-COOH) sahip olup diol ve diaminlerle kimyasal modifikasyonları sonrasında polimer zincirleri arasında veya zincir içinde sırasıyla ester ve amid bağlarının oluşumuna yol açar. Bu modifikasyon işlemi yüksek moleküler ağırlıklı yeni polimerlerin elde edilmesi ile sonuçlanmıştır. Ayrıca, kg ölçeğinde ağırlıkça %90 kükürt ve %10 OA içeren polikükürt kopolimeri sentezi başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Son olarak, tüm kopolimerlerin fotokatalitik boya gideriminde, ağır metal iyonlarının (Pd2+ ve Hg2+) uzaklaştırılmasında ve Li-S pillerde katot malzemesi olarak kullanımı test edilmiştir. Özellikle kopolimerlerin sulu çözeltideki ağır metal iyonlarının neredeyse tamamını tuttukları/uzaklaştırdıkları gözlenmiştir. Sonuçlar, termal olarak kararlı polikükürt kopolimerlerinin özellikle boya giderimi ve ağır metal iyonu uzaklaştırılması konularında potansiyel malzemeler olabileceğini göstermiştir.