Elementel Kükürtten Yeni Polimerik Malzemelerin Sentezi ve Karakterizasyonu

Abstract

Çapraz bağlayıcı olarak kullanılan o-, m- ve p-divinilbenzen (DVB) karışımı varlığında halk açılma polimerizasyonu ile poli(kükürt-düzensiz-divinilbenzen) (poli(S-r-DVB) olarak adlandırılan yeni elementel kükürt esaslı polimerik malzemeler hazırlanmıştır. Kopolimerleri elde etmek için, elementel kükürt 160 oC'de eritilmiş ve böylece halka açılması tepkimesi başlatılarak berrak sarı/turuncu renkli bir sıvı elde edilmiştir. Daha sonra, farklı miktarlarda DVB bir şırınga yardımı ile bu sıvıya eklenmiş ve 200 oC'de devamlı karıştırılarak yoğun kırmızımsı kahverengi polimerik malzemeler elde edilmiştir. Kopolimerler tetrahidrofuran, diklorometan ve kloroform gibi yaygın çözücülerde çözünür olup herhangi bir yüzeye ince film olarak kaplanabilmektedirler. Malzemelerin karakterizasyonu nükleer magnetik rezonans, forier kızılötesi ve Raman spektroskopileri ile yapılmıştır. Morfolojik özellikler taramalı elektron mikroskobu ile görüntülenmiştir. Termal analizler, kopolimer içerisindeki DVB miktar artışının bozunma sıcaklığının artmasına sebep olduğunu göstermiştir. Diğer bir taraftan, poli(S-r-DVB) kopolimerleri elektromanyetik radyasyon spektrumunda 1500 and 13000 nm aralığında % 50 gibi iyi bir geçirgenlik yüzdesi göstermiştir. Bu özellik malzemeleri askeri amaçlı kameralar ve gözetleme kameraları için iyi birer aday yapmıştır.

New elemental sulfur based polymeric materials called poly(sulfur-random-divinylbenzene) (poly(S-r-DVB)) were synthesized by ring opening polymerization in the presence of a mixture of o-, m- and p-diviniylbenzene (DVB) as a crosslinker. In order to get the copolymers, the elemental sulfur was melted at 160 oC and therefore ring-opening polymerization of the S8 was promoted and a clear yellow/orange colored liquid was obtained. Then, various amounts of DVB were added to this liquid directly via a syringe and continued to further mixing at 200 oC for 10 minutes to get viscous reddish brown polymeric materials. The copolymers are soluble in common solvents like tetrahydrofuran, dichloromethane and chloroform, and they can be coated on any surface as thin film. The characterization of the materials were performed by using nuclear magnetic resonance, fourier transform infrared and Raman spectroscopies. The morphological properties were monitored via scanning electron microscope technique. Thermal analysis showed that an increase in the amount of DVB in the copolymers resulted in an increase in the termal decomposition temperature. On the other hand, poly(S-r-DVB) copolymers exhibited good percent transmittance as 50 %T between 1500 and 13000 nm in electromagnetic radiation spectrum, which make them good candidates to be amenable use in military and surveillance cameras.