Arayüzey polimerizasyonu basamaklı polimerizasyonun bir türüdür. Arayüzey polimerizasyonunda polimerizasyon birbirine karışmayan iki faz (genellikle sıvı) arasında gerçekleşir ve sonucunda bu iki faz arasında polimer oluşur. Çeşitli arayüzey polimerizasyonu tipi vardır ve farklı tipler farklı polimer topolojilerine sebep olabilir. İnce filmler, nanokapsüller, ve nanolifler bu topolojilerden birkaçıdır.
Tarihi
Arayüz polimerizasyonu (İlk olarak "arayüzey polikondenzasyonu" olarak adlandırılmıştır) ilk olarak 1959 yılında Emerson L. Wittbecker ve Paul W. Morgan tarafından yüksek sıcaklık ve düşük basınçlı eriyik polimerizasyon tekniğine bir alternatif olarak keşfedildi. Eriyik polimerizasyonunun aksine, arayüzey polimerizasyonu reaksiyonları standart laboratuvar ekipmanı kullanılarak ve atmosferik koşullar altında gerçekleştirilebilir.
İlk arayüzey polimerizasyonu, aminlerden ve asit klorürlerden amidlerin sentezlenmesi için bir yöntem olan Schotten-Baumann reaksiyonu kullanılarak gerçekleştirildi. Bu durumda, genellikle eriyik polimerizasyonu yoluyla sentezlenen poliamid; diamin ve diasit klorür monomerlerinden sentezlendi. Diasit klorür monomerleri bir organik çözücü (benzen) ve diamen monomerleri (su), arayüzeye ulaştıklarında polimerleşecekleri şekilde, farklı fazdaki oramlarına yerleştirilerek polimerleştirildi.
1959'dan bu yana, arayüzey polimerizasyonu, sadece poliamidleri değil, aynı zamanda polianilinleri, poliimidleri, poliüretanları, poliüreleri, polipirolleri , poliesterleri, polisülfonamidleri, polifenil esterleri ve polikarbonatları hazırlamak için kapsamlı bir şekilde araştırılmış ve kullanılmıştır. Son yıllarda, arayüzey polimerizasyonu ile sentezlenen polimerler, elektronikler için iletken polimerler, su arıtma membranları ve kargo yükleme mikrokapsülleri gibi belirli bir topolojik veya fiziksel özelliğin istendiği uygulamalarda kullanılmıştır.
Çalışma Mekanizması
En yaygın olarak kullanılan arayüzey polimerizasyonu yöntemleri 3 tip arayüze ayrılır: sıvı-katı arayüzleri, sıvı-sıvı arayüzleri ve sıvı-içinde-sıvı emülsiyon arayüzleri. Sıvı-sıvı ve sıvı-içinde-sıvı emülsiyon arayüzlerinde, sıvı fazların biri ya da her ikisinde de monomer bulunabilmektedir. Sıvı gaz, katı gaz ve katı katı dahil olmak üzere nadiren kullanılan diğer arayüz kategorileri de vardır.
Sıvı-katı bir arayüzde, polimerizasyon arayüzde başlar ve katı fazın yüzeyine bağlı bir polimer ile sonuçlanır. Sadece bir fazda çözünmüş monomer içeren bir sıvı-sıvı arayüzünde, polimerizasyon arayüzün sadece bir tarafında meydana gelirken, her iki fazda çözünmüş monomer içeren sıvı-sıvı arayüzlerinde, polimerizasyon arayüzün her iki tarafında da meydana gelir. Bir arayüzey polimerizasyonu reaksiyonu karıştırılmış veya karıştırılmamış olarak ilerleyebilir. Karıştırılmış reaksiyonlarda, iki faz, kuvvetli çalkalama ile birleştirilerek daha yüksek bir arayüzey yüzey alanı ve daha yüksek bir polimer verimi elde edilir. Kapsül sentezi durumunda, kapsülün boyutu doğrudan emülsiyonun karıştırma oranı ile belirlenir.
Arayüz polimerizasyonu nispeten basit bir işlem gibi görünse de, spesifik polimerleri tasarlamak veya polimer özelliklerini değiştirmek için değiştirilebilen birçok deneysel değişken vardır. Dikkate değer değişkenlerden bazıları, organik çözücü, monomer konsantrasyonu, reaktivite, çözünürlük, arayüzün stabilitesi ve monomerler üzerinde mevcut fonksiyonel grupların sayısı gibi değişkenlerdir. Organik çözücününün kimliği; monomer difüzyonu, reaksiyon hızı, polimer çözünürlüğü ve geçirgenliği gibi faktörleri etkilediği için son derece önemlidir. Monomer üzerinde bulunan fonksiyonel grupların sayısı da önemlidir, çünkü polimer topolojisini etkiler: bir di- ornatma edilmiş monomer lineer zincirler oluşturacakken bir tri- veya tetra- ornatma edilmiş monomer dallı polimerler oluşturur.
Çoğu arayüzey polimerizasyonu, ilave mekanik mukavemet sağlamak için gözenekli bir destek üzerinde sentezlenir ve bu, hassas nano filmlerin endüstriyel uygulamalarda kullanılmasına izin verir. Bu durumda iyi bir destek 1 ila 100 nm arasında değişen gözeneklerden oluşacaktır. Bağımsız filmler bir destek kullanmazlar ve genellikle mikro veya nanokapsüller gibi farklı topolojileri sentezlemek için kullanılırlar. Özellikle poliüretanlar ve poliamidler söz konusu olduğunda filmin kendisi, polimerik filmin "halatlarını" oluşturarak, kesintisiz bir reaksiyonla arayüzden sürekli olarak çekilebilir. Polimer çökerken, sürekli olarak çekilebilir.
Arayüzey polimerizasyonu ile sentezlenen polimerlerin moleküler ağırlık dağılımı, arayüzey bölgesi yakınındaki yüksek monomer konsantrasyonu nedeniyle Flory-Schulz dağılımından daha geniştir. Bu reaksiyonda kullanılan iki çözelti karışmadığı ve reaksiyon hızı yüksek olduğu için, reaksiyon mekanizması az sayıda, yüksek moleküler ağırlıklı uzun polimer zincirleri üretme eğilimindedir.
Matematiksel modeller
Arayüzey polimerizasyonu, dengesiz bir işlem olduğu için matematiksel olarak modellenmesi zordur. Arayüze polimerizasyonunun matematiksel modelleri analitik veya sayısal çözümler sunar. Arayüzey polimerizasyonunda yer alan çok çeşitli değişkenler, birkaç farklı yaklaşıma ve birkaç farklı modele yol açmıştır. Arayüzey polimerizasyon modellerinden biri, arayüzey polimerizasyonunu ikinci dereceden bir kimyasal reaksiyonla birleştirilmiş heterojen bir kütle transferi olarak ele alır. Farklı değişkenleri hesaba katmak için, arayüzey polimerizasyonu modelleri üç farklı ölçeğe ayrılır ve bu da üç farklı model verir: kinetik model, lokal model ve makrokinetik model.
Kinetik model kinetik prensiplerine dayanır, tekdüze kimyasal dağılımlar varsayar ve sistemi moleküler düzeyde tanımlar. Bu model, mekanizmalar, aktivasyon enerjileri, hız sabitleri ve denge sabitleri gibi termodinamik özellikleri dikkate alır. Kinetik model, daha fazla doğruluk sağlamak için genel olarak lokal veya makrokinetik modele dahil edilir.
Lokal model, difüzyon sınır tabakası olarak adlandırılan, arayüzün etrafındaki bir bölümdeki polimerizasyon karakteristiklerini belirlemek için kullanılır. Bu model, sistemin içindeki monomer dağılımının ve konsantrasyonunun homojen olmadığı ve sistemin küçük bir hacim ile sınırlı olduğu sistemleri tanımlamak için kullanılır. Lokal model kullanılarak belirlenen parametreler arasında kütle transfer ağırlığı, polimerizasyon derecesi, arayüzün yakınındaki topoloji ve polimerin moleküler ağırlık dağılımı yer alır. Lokal modelleme kullanılarak, monomer kütle transfer karakteristiklerinin ve polimer karakteristiklerinin; kinetik, difüzyon ve konsantrasyon faktörlerine bağımlılığı analiz edilebilir. Lokal bir modelin hesaplanmasına yönelik bir yaklaşım, aşağıdaki diferansiyel denklem ile temsil edilebilir:
Bu denklemde ci monomerin veya polimerin i bileşenindeki fonksiyonel grupların molar konsantrasyonunu, t zamanı, y yüzey veya arayüzeye olan koordinat normalini, Di dikkate alınan fonksiyonel grupların molar difüzyon katsayısını ve Ji termodinamik tepkime hızını verir. Bu diferansiyal denklemin analitik çözümü olmadığından çözümler sayısal metodlarla bulunmalıdır.
Makrokinetik modelde tüm sistemin gelişimi tahmin edilir. Makrokinetik modelin önemli bir varsayımı, her bir kütle aktarım sürecinin bağımsız olması ve bu nedenle lokal bir modelle tanımlanabilir olduğu varsayımıdır. Makrokinetik model, hem laboratuvar hem de endüstriyel uygulamalarda önemli olan reaksiyon işleminin etkinliği hakkında geri bildirim sağlayabileceğinden en önemli model sayılır.
Arayüz polimerizasyonunun modellenmesine yönelik daha spesifik yaklaşımlar ince film kompozit (TFC) membranların, boru şeklindeki liflerin, içi boş zarların ve kapsüllerin modellenmesini içerir. Bu modeller, kararlı olmayan koşullar altında hem reaksiyon hem de difüzyon kontrollü arayüzey polimerizasyonunu ele alır. Modellerden biri ince film kompozit (TFC) membranlar içindir ve kompozit filmin kalınlığını zamanın fonksiyonu olarak tanımlar:
A0, B0, C0, D0, ve E0 sabitleri sistemi tarafından sağlanır, X film kalınlığı ve Xmaks,deneysel olarak tespit edilen, film kalınlığının maksimum değeridir.
Kapsüllerin arayüzey polimerizasyonu veya kapsülleme için başka bir model de bu şekilde verilir:
Burada A0, B0, C0, D0, E0,I1, I2, I3, and I4 sistem ile saptanan kaysayılardır ve Rmin polimer kapsül duvarının iç çapının minimum değeridir.
Monomer konsantrasyonu, sıcaklık, film yoğunluğu ve ikinci dereceden reaksiyon kinetiği gibi bu ve benzer modeller tarafından yapılan bunlarla sınırlı olmamak üzere çeşitli varsayımlar vardır.
Uygulamaları
Arayüzey polimerizasyonu endüstriyel uygulamalarda, özellikle elektronikler için iletken polimerleri sentezleme yolu olarak çok fazla kullanım bulmuştur. Polianilin (PANI), Polipirol (PPy), poli (3,4-etilendioksitiofen) ve politiofen (PTh) gibi arayüzey polimerizasyonu ile sentezlenen iletken polimerler; kimyasal sensörler,yakıt hücreleri,süperkapasitörler ve nanoanahtar (nanoswitch) gibi uygulamalarda kullanım bulmuştur.
Sensörler
PANI nanofiberleri en yaygın olarak sensör uygulamaları için kullanılır. Bu nanolifler, Hidrojen klorür(HCI), amonyak(NH3),Hidrazin(N2 H4), kloroform(CHCI3), metanol(CH3OH) gibi çeşitli gaz şeklinde bulunan kimyasalları tespit etmek için kullanılır. PANI nanofiberleri, bazı gazlara seçiciliği arttırmak için, katkılama ve polimer zinciri konformasyonunun modifikasyonu ile daha da hassaslaştırılabilir. Tipik bir PANI kimyasal sensörü bir substrat, bir elektrot ve bir seçici polimer katmanından oluşur. PANI nanofiberleri, diğer kemiresistörler(chemiresistors) gibi, elektrik direncindeki ve iletkenliğindeki değişiklikleri kimyasal ortama tepki vererek tespit eder.
Yakıt hücreleri
PPy (Polipirol) kaplı "ordered mesoporous carbon" (OMC) kompozitler doğrudan metanol yakıt hücresi uygulamalarında kullanılabilir. PPy'nin OMC üzerine polimerizasyonu, OMC'nin açık mezo gözenek yapısını değiştirmeden hücrenin ara yüzeyinin elektriksel direncini azaltabilir. Bu yüzden PPy kaplı OMC kompozitler yakıt hücreleri için PPy kaplanmamış OMC'lerden daha ideal bir malzemedir.
Ayrıştırma/Saflaştırma Membranları
Sıvı-katı ara yüz yoluyla sentezlenen kompozit polimer filmler ters ozmoz ve diğer uygulamalara kullanılan membranların sentezinde kullanılır. Ara yüzey polimerizasyonu ile hazırlanan polimerlerin kullanılmasının ilave bir faydası, gözenek boyutu ve ara bağlantı (interconnectivity) gibi çeşitli özelliklerin, belirli uygulamalar için daha ideal bir ürün oluşturmak üzere ayarlanabilmesidir. Örneğin, hidrojen (H2) gazının moleküler boyutu ile karbondioksit (CO2) gazının moleküler boyutu arasında gözenek boyutuna sahip bir polimerin sentezlenmesi, CO2'i geçirmeyen ama H2'yi geçirebilen bir membranın sentezlenmesine sebep olur.
Kargo taşıyıcı Mikro ve Nanokapsüller
Önceki kapsül sentezi yöntemleriyle karşılaştırıldığında, ara yüzey polimerizasyonu, çok çeşitli özelliklere ve işlevselliklere sahip kapsüllerle sonuçlanan, kolayca modifiye edilebilen bir sentezleme yöntemidir. Sentezlendikten sonra kapsüller, kuantum noktaları ve diğer nanopartikülleri taşıyabilir. Polimer kapsüllerinin kimyasal ve topolojik özelliklerinin daha da ince ayarlanması, ilaç verme sistemleri oluşturmak için etkili bir yol olabilir.
Ayrıca bakınız
Kaynakça
- ^ a b c d e f g h i j k Song (Ocak 2017). "Recent progress in interfacial polymerization". Materials Chemistry Frontiers (İngilizce). 1 (6): 1028-1040.
- ^ a b c d e f g h i Raaijmakers (Aralık 2016). "Current trends in interfacial polymerization chemistry". Progress in Polymer Science (İngilizce). 63: 86-142.
- ^ a b c d e f g Wittbecker (Kasım 1959). "Interfacial polycondensation. I." Journal of Polymer Science. 40 (137): 289-297.
- ^ a b Li (26 Haziran 2012). "High-Performance Membranes with Multi-permselectivity for CO2 Separation". Advanced Materials (İngilizce). 24 (24): 3196-3200.
- ^ a b Lau (Şubat 2012). (PDF). Desalination (İngilizce). 287: 190-199. 20 Eylül 2018 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Mayıs 2020.
- ^ a b De Cock (17 Eylül 2010). "Polymeric Multilayer Capsules in Drug Delivery". Angewandte Chemie International Edition (İngilizce). 49 (39): 6954-6973.
- ^ a b c d Ji (15 Ekim 2001). "Mathematical model for the formation of thin-film composite hollow fiber and tubular membranes by interfacial polymerization". Journal of Membrane Science. 192 (1–2): 41-54.
- ^ a b Morgan (Kasım 1959). "Interfacial polycondensation. II. Fundamentals of polymer formation at liquid interfaces". Journal of Polymer Science. 40 (137): 299-327.
- ^ a b c d e Berezkin (15 Eylül 2006). "Mathematical modeling of interfacial polycondensation". Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics (İngilizce). 44 (18): 2698-2724.
- ^ MacRitchie (1969). "Mechanism of interfacial polymerization". Transactions of the Faraday Society. 65: 2503.
- ^ a b c d Ji (Aralık 1999). "Mathematical Model for the Formation of Thin-Film Composite Membranes by Interfacial Polymerization: Porous and Dense Films". Macromolecules (İngilizce). 33 (2): 624-633.
- ^ a b Ji (15 Ekim 2001). "Mathematical model for encapsulation by interfacial polymerization". Journal of Membrane Science. 192 (1–2): 55-70.
- ^ a b Huang (19 Mart 2004). "Nanostructured Polyaniline Sensors". Chemistry - A European Journal (İngilizce). 10 (6): 1314-1319.
- ^ a b Choi (Nisan 2006). "Surface Selective Polymerization of Polypyrrole on Ordered Mesoporous Carbon: Enhancing Interfacial Conductivity for Direct Methanol Fuel Cell Application". Macromolecules (İngilizce). 39 (9): 3275-3282.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Arayuzey polimerizasyonu basamakli polimerizasyonun bir turudur Arayuzey polimerizasyonunda polimerizasyon birbirine karismayan iki faz genellikle sivi arasinda gerceklesir ve sonucunda bu iki faz arasinda polimer olusur Cesitli arayuzey polimerizasyonu tipi vardir ve farkli tipler farkli polimer topolojilerine sebep olabilir Ince filmler nanokapsuller ve nanolifler bu topolojilerden birkacidir Arayuzey polimerizasyonu icin tipik bir deney duzenegi Bir faz arayuzun uzerindedir ve diger faz asagidadir Polimerizasyon iki fazin arayuzde bulustugu yerde meydana gelir Schotten Baumann reaksiyonuna bir ornek Benzilamin Schotten Baumann kosullari altinda asetil klorur ile N benzilasetamid olusturmak uzere reaksiyona girer TarihiArayuz polimerizasyonu Ilk olarak arayuzey polikondenzasyonu olarak adlandirilmistir ilk olarak 1959 yilinda Emerson L Wittbecker ve Paul W Morgan tarafindan yuksek sicaklik ve dusuk basincli eriyik polimerizasyon teknigine bir alternatif olarak kesfedildi Eriyik polimerizasyonunun aksine arayuzey polimerizasyonu reaksiyonlari standart laboratuvar ekipmani kullanilarak ve atmosferik kosullar altinda gerceklestirilebilir Ilk arayuzey polimerizasyonu aminlerden ve asit klorurlerden amidlerin sentezlenmesi icin bir yontem olan Schotten Baumann reaksiyonu kullanilarak gerceklestirildi Bu durumda genellikle eriyik polimerizasyonu yoluyla sentezlenen poliamid diamin ve diasit klorur monomerlerinden sentezlendi Diasit klorur monomerleri bir organik cozucu benzen ve diamen monomerleri su arayuzeye ulastiklarinda polimerlesecekleri sekilde farkli fazdaki oramlarina yerlestirilerek polimerlestirildi 1959 dan bu yana arayuzey polimerizasyonu sadece poliamidleri degil ayni zamanda polianilinleri poliimidleri poliuretanlari poliureleri polipirolleri poliesterleri polisulfonamidleri polifenil esterleri ve polikarbonatlari hazirlamak icin kapsamli bir sekilde arastirilmis ve kullanilmistir Son yillarda arayuzey polimerizasyonu ile sentezlenen polimerler elektronikler icin iletken polimerler su aritma membranlari ve kargo yukleme mikrokapsulleri gibi belirli bir topolojik veya fiziksel ozelligin istendigi uygulamalarda kullanilmistir Calisma MekanizmasiBes yaygin tipte arayuzey polimerizasyonu soldan saga sivi kati sivi sivi ve sivi icinde sivi emulsiyonu Her biri bir veya iki monomer kullanan sivi sivi ve sivi icinde sivi emulsiyonu icin iki ornek vardir En yaygin olarak kullanilan arayuzey polimerizasyonu yontemleri 3 tip arayuze ayrilir sivi kati arayuzleri sivi sivi arayuzleri ve sivi icinde sivi emulsiyon arayuzleri Sivi sivi ve sivi icinde sivi emulsiyon arayuzlerinde sivi fazlarin biri ya da her ikisinde de monomer bulunabilmektedir Sivi gaz kati gaz ve kati kati dahil olmak uzere nadiren kullanilan diger arayuz kategorileri de vardir Sivi kati bir arayuzde polimerizasyon arayuzde baslar ve kati fazin yuzeyine bagli bir polimer ile sonuclanir Sadece bir fazda cozunmus monomer iceren bir sivi sivi arayuzunde polimerizasyon arayuzun sadece bir tarafinda meydana gelirken her iki fazda cozunmus monomer iceren sivi sivi arayuzlerinde polimerizasyon arayuzun her iki tarafinda da meydana gelir Bir arayuzey polimerizasyonu reaksiyonu karistirilmis veya karistirilmamis olarak ilerleyebilir Karistirilmis reaksiyonlarda iki faz kuvvetli calkalama ile birlestirilerek daha yuksek bir arayuzey yuzey alani ve daha yuksek bir polimer verimi elde edilir Kapsul sentezi durumunda kapsulun boyutu dogrudan emulsiyonun karistirma orani ile belirlenir Arayuz polimerizasyonu nispeten basit bir islem gibi gorunse de spesifik polimerleri tasarlamak veya polimer ozelliklerini degistirmek icin degistirilebilen bircok deneysel degisken vardir Dikkate deger degiskenlerden bazilari organik cozucu monomer konsantrasyonu reaktivite cozunurluk arayuzun stabilitesi ve monomerler uzerinde mevcut fonksiyonel gruplarin sayisi gibi degiskenlerdir Organik cozucununun kimligi monomer difuzyonu reaksiyon hizi polimer cozunurlugu ve gecirgenligi gibi faktorleri etkiledigi icin son derece onemlidir Monomer uzerinde bulunan fonksiyonel gruplarin sayisi da onemlidir cunku polimer topolojisini etkiler bir di ornatma edilmis monomer lineer zincirler olusturacakken bir tri veya tetra ornatma edilmis monomer dalli polimerler olusturur Cogu arayuzey polimerizasyonu ilave mekanik mukavemet saglamak icin gozenekli bir destek uzerinde sentezlenir ve bu hassas nano filmlerin endustriyel uygulamalarda kullanilmasina izin verir Bu durumda iyi bir destek 1 ila 100 nm arasinda degisen gozeneklerden olusacaktir Bagimsiz filmler bir destek kullanmazlar ve genellikle mikro veya nanokapsuller gibi farkli topolojileri sentezlemek icin kullanilirlar Ozellikle poliuretanlar ve poliamidler soz konusu oldugunda filmin kendisi polimerik filmin halatlarini olusturarak kesintisiz bir reaksiyonla arayuzden surekli olarak cekilebilir Polimer cokerken surekli olarak cekilebilir Arayuzey polimerizasyonu ile sentezlenen polimerlerin molekuler agirlik dagilimi arayuzey bolgesi yakinindaki yuksek monomer konsantrasyonu nedeniyle Flory Schulz dagilimindan daha genistir Bu reaksiyonda kullanilan iki cozelti karismadigi ve reaksiyon hizi yuksek oldugu icin reaksiyon mekanizmasi az sayida yuksek molekuler agirlikli uzun polimer zincirleri uretme egilimindedir Matematiksel modellerArayuzey polimerizasyonu dengesiz bir islem oldugu icin matematiksel olarak modellenmesi zordur Arayuze polimerizasyonunun matematiksel modelleri analitik veya sayisal cozumler sunar Arayuzey polimerizasyonunda yer alan cok cesitli degiskenler birkac farkli yaklasima ve birkac farkli modele yol acmistir Arayuzey polimerizasyon modellerinden biri arayuzey polimerizasyonunu ikinci dereceden bir kimyasal reaksiyonla birlestirilmis heterojen bir kutle transferi olarak ele alir Farkli degiskenleri hesaba katmak icin arayuzey polimerizasyonu modelleri uc farkli olcege ayrilir ve bu da uc farkli model verir kinetik model lokal model ve makrokinetik model Kinetik model kinetik prensiplerine dayanir tekduze kimyasal dagilimlar varsayar ve sistemi molekuler duzeyde tanimlar Bu model mekanizmalar aktivasyon enerjileri hiz sabitleri ve denge sabitleri gibi termodinamik ozellikleri dikkate alir Kinetik model daha fazla dogruluk saglamak icin genel olarak lokal veya makrokinetik modele dahil edilir Lokal model difuzyon sinir tabakasi olarak adlandirilan arayuzun etrafindaki bir bolumdeki polimerizasyon karakteristiklerini belirlemek icin kullanilir Bu model sistemin icindeki monomer dagiliminin ve konsantrasyonunun homojen olmadigi ve sistemin kucuk bir hacim ile sinirli oldugu sistemleri tanimlamak icin kullanilir Lokal model kullanilarak belirlenen parametreler arasinda kutle transfer agirligi polimerizasyon derecesi arayuzun yakinindaki topoloji ve polimerin molekuler agirlik dagilimi yer alir Lokal modelleme kullanilarak monomer kutle transfer karakteristiklerinin ve polimer karakteristiklerinin kinetik difuzyon ve konsantrasyon faktorlerine bagimliligi analiz edilebilir Lokal bir modelin hesaplanmasina yonelik bir yaklasim asagidaki diferansiyel denklem ile temsil edilebilir ci t y Di ci y Ji displaystyle partial c i over partial t partial over partial y D i partial c i over partial y J i Bu denklemde ci monomerin veya polimerin i bilesenindeki fonksiyonel gruplarin molar konsantrasyonunu t zamani y yuzey veya arayuzeye olan koordinat normalini Di dikkate alinan fonksiyonel gruplarin molar difuzyon katsayisini ve Ji termodinamik tepkime hizini verir Bu diferansiyal denklemin analitik cozumu olmadigindan cozumler sayisal metodlarla bulunmalidir Makrokinetik modelde tum sistemin gelisimi tahmin edilir Makrokinetik modelin onemli bir varsayimi her bir kutle aktarim surecinin bagimsiz olmasi ve bu nedenle lokal bir modelle tanimlanabilir oldugu varsayimidir Makrokinetik model hem laboratuvar hem de endustriyel uygulamalarda onemli olan reaksiyon isleminin etkinligi hakkinda geri bildirim saglayabileceginden en onemli model sayilir Arayuz polimerizasyonunun modellenmesine yonelik daha spesifik yaklasimlar ince film kompozit TFC membranlarin boru seklindeki liflerin ici bos zarlarin ve kapsullerin modellenmesini icerir Bu modeller kararli olmayan kosullar altinda hem reaksiyon hem de difuzyon kontrollu arayuzey polimerizasyonunu ele alir Modellerden biri ince film kompozit TFC membranlar icindir ve kompozit filmin kalinligini zamanin fonksiyonu olarak tanimlar t E0B0 A0D0B02 C0A02B02 ln 1 XXmax C02B0X2 D0B0 C0A0B02 X displaystyle t E 0 over B 0 A 0 D 0 over B 0 2 C 0 A 0 2 over B 0 2 ln 1 X over X max C 0 over 2B 0 X 2 D 0 over B 0 C 0 A 0 over B 0 2 X A0 B0 C0 D0 ve E0 sabitleri sistemi tarafindan saglanir X film kalinligi ve Xmaks deneysel olarak tespit edilen film kalinliginin maksimum degeridir Kapsullerin arayuzey polimerizasyonu veya kapsulleme icin baska bir model de bu sekilde verilir t A0Rmin5E0I4 B0Rmin4E0I3 C0Rmin2E0I2 D0RminE0I1 displaystyle t A 0 R min 5 E 0 I 4 B 0 R min 4 E 0 I 3 C 0 R min 2 E 0 I 2 D 0 R min E 0 I 1 Burada A0 B0 C0 D0 E0 I1 I2 I3 and I4 sistem ile saptanan kaysayilardir ve Rmin polimer kapsul duvarinin ic capinin minimum degeridir Monomer konsantrasyonu sicaklik film yogunlugu ve ikinci dereceden reaksiyon kinetigi gibi bu ve benzer modeller tarafindan yapilan bunlarla sinirli olmamak uzere cesitli varsayimlar vardir UygulamalariArayuzey polimerizasyonu endustriyel uygulamalarda ozellikle elektronikler icin iletken polimerleri sentezleme yolu olarak cok fazla kullanim bulmustur Polianilin PANI Polipirol PPy poli 3 4 etilendioksitiofen ve politiofen PTh gibi arayuzey polimerizasyonu ile sentezlenen iletken polimerler kimyasal sensorler yakit hucreleri superkapasitorler ve nanoanahtar nanoswitch gibi uygulamalarda kullanim bulmustur Sensorler PANI nanofiberleri en yaygin olarak sensor uygulamalari icin kullanilir Bu nanolifler Hidrojen klorur HCI amonyak NH3 Hidrazin N2 H4 kloroform CHCI3 metanol CH3OH gibi cesitli gaz seklinde bulunan kimyasallari tespit etmek icin kullanilir PANI nanofiberleri bazi gazlara seciciligi arttirmak icin katkilama ve polimer zinciri konformasyonunun modifikasyonu ile daha da hassaslastirilabilir Tipik bir PANI kimyasal sensoru bir substrat bir elektrot ve bir secici polimer katmanindan olusur PANI nanofiberleri diger kemiresistorler chemiresistors gibi elektrik direncindeki ve iletkenligindeki degisiklikleri kimyasal ortama tepki vererek tespit eder Yakit hucreleri PPy Polipirol kapli ordered mesoporous carbon OMC kompozitler dogrudan metanol yakit hucresi uygulamalarinda kullanilabilir PPy nin OMC uzerine polimerizasyonu OMC nin acik mezo gozenek yapisini degistirmeden hucrenin ara yuzeyinin elektriksel direncini azaltabilir Bu yuzden PPy kapli OMC kompozitler yakit hucreleri icin PPy kaplanmamis OMC lerden daha ideal bir malzemedir Ayristirma Saflastirma Membranlari Sivi kati ara yuz yoluyla sentezlenen kompozit polimer filmler ters ozmoz ve diger uygulamalara kullanilan membranlarin sentezinde kullanilir Ara yuzey polimerizasyonu ile hazirlanan polimerlerin kullanilmasinin ilave bir faydasi gozenek boyutu ve ara baglanti interconnectivity gibi cesitli ozelliklerin belirli uygulamalar icin daha ideal bir urun olusturmak uzere ayarlanabilmesidir Ornegin hidrojen H2 gazinin molekuler boyutu ile karbondioksit CO2 gazinin molekuler boyutu arasinda gozenek boyutuna sahip bir polimerin sentezlenmesi CO2 i gecirmeyen ama H2 yi gecirebilen bir membranin sentezlenmesine sebep olur Kargo tasiyici Mikro ve Nanokapsuller Onceki kapsul sentezi yontemleriyle karsilastirildiginda ara yuzey polimerizasyonu cok cesitli ozelliklere ve islevselliklere sahip kapsullerle sonuclanan kolayca modifiye edilebilen bir sentezleme yontemidir Sentezlendikten sonra kapsuller kuantum noktalari ve diger nanopartikulleri tasiyabilir Polimer kapsullerinin kimyasal ve topolojik ozelliklerinin daha da ince ayarlanmasi ilac verme sistemleri olusturmak icin etkili bir yol olabilir Ayrica bakinizPolimerizasyonKaynakca a b c d e f g h i j k Song Ocak 2017 Recent progress in interfacial polymerization Materials Chemistry Frontiers Ingilizce 1 6 1028 1040 a b c d e f g h i Raaijmakers Aralik 2016 Current trends in interfacial polymerization chemistry Progress in Polymer Science Ingilizce 63 86 142 a b c d e f g Wittbecker Kasim 1959 Interfacial polycondensation I Journal of Polymer Science 40 137 289 297 a b Li 26 Haziran 2012 High Performance Membranes with Multi permselectivity for CO2 Separation Advanced Materials Ingilizce 24 24 3196 3200 a b Lau Subat 2012 PDF Desalination Ingilizce 287 190 199 20 Eylul 2018 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 24 Mayis 2020 a b De Cock 17 Eylul 2010 Polymeric Multilayer Capsules in Drug Delivery Angewandte Chemie International Edition Ingilizce 49 39 6954 6973 a b c d Ji 15 Ekim 2001 Mathematical model for the formation of thin film composite hollow fiber and tubular membranes by interfacial polymerization Journal of Membrane Science 192 1 2 41 54 a b Morgan Kasim 1959 Interfacial polycondensation II Fundamentals of polymer formation at liquid interfaces Journal of Polymer Science 40 137 299 327 a b c d e Berezkin 15 Eylul 2006 Mathematical modeling of interfacial polycondensation Journal of Polymer Science Part B Polymer Physics Ingilizce 44 18 2698 2724 MacRitchie 1969 Mechanism of interfacial polymerization Transactions of the Faraday Society 65 2503 a b c d Ji Aralik 1999 Mathematical Model for the Formation of Thin Film Composite Membranes by Interfacial Polymerization Porous and Dense Films Macromolecules Ingilizce 33 2 624 633 a b Ji 15 Ekim 2001 Mathematical model for encapsulation by interfacial polymerization Journal of Membrane Science 192 1 2 55 70 a b Huang 19 Mart 2004 Nanostructured Polyaniline Sensors Chemistry A European Journal Ingilizce 10 6 1314 1319 a b Choi Nisan 2006 Surface Selective Polymerization of Polypyrrole on Ordered Mesoporous Carbon Enhancing Interfacial Conductivity for Direct Methanol Fuel Cell Application Macromolecules Ingilizce 39 9 3275 3282