Microwave-assisted ring opening polymerization of Ɛ-caprolactone - Ahmadova, Inara (My University, 2023)
Polikaprolakton (PCL), biyobozunurluk ve biyo-uyumluluk gibi dikkate değer özellikleri nedeniyle biyomedikal uygulamalarda yaygın olarak kullanılan poliester esaslı en önemli polimerlerden biridir. PCL, diğer biyopolimerlere göre daha yüksek dayanıklılığa sahiptir ve düşük molekül ağırlıklı PCL'ların hidrojel ve ilaç taşıyıcı sistemler gibi önemli uygulama alanları bulunmaktadır Bu çalışmada, ε-kaprolaktonun mikrodalga destekli halka açılma polimerizasyonu (ROP), üç farklı karboksilik asitin başlatıcı olarak kullanılmasıyla gerçekleştirilmiştir. Başlatıcıların asitlik kuvvetlerinin, elde edilen polimerlerin molekül ağırlıkları ve terminal gurup fonksiyoneliteleri üzerindeki etkilerini belirlemek amacıyla, sırasıyla en kuvvetliden en zayıfa doğru trifloro asetik asit, asetik asit ve benzoik asit gibi karboksilik asitler başlatıcı olarak kullanılmış ve 600 W mikrodalga gücü ile çalışılmıştır. Sentezlenen düşük molekül ağırlığına sahip PCL'lerin kimyasal yapısı ve termal özellikleri diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC), Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ve 1H Nükleer manyetik rezonans (1H-NMR) spektroskopisi ile belirlenmiştir. Ürünlerin molekül ağırlığı dağılımları ise; Işık saçılımı – Jel Geçirgenlik Kromatografisi (LS-GPC) ve 1H-NMR spektroskopisi kullanılarak tespit edilerek karşılaştırmalar yapılmıştır. Spektroskopik analizlerin sonuçları, mikrodalga destekli polimerizasyonun, düşük molekül ağırlığına sahip, istenmeyen safsızlıklar barındırmayan PCL sentezlenmesinde başarılı bir teknik olduğunu göstermiştir. Elde edilen polimerlerin sırasıyla sayıca ortalama molekül ağırlıkları (Mn) ve polidispersite indeksleri (PDI), 1.35 ile 4.90 kDa ve 1.256 ile 1.540 arasında bulunmuş ve GPC'den elde edilen Mn değerleri ile 1H-NMR'den hesaplanan değerlerin birbiriyle tutarlı olduğu belirlenmiştir.

Polycaprolactone (PCL) is one of the most important polyester-based polymers widely used in biomedical applications due to its remarkable properties such as biodegradability and biocompatibility. PCL has higher durability than other biopolymers. The most important application areas of low molecular weight PCL are hydrogels and drug delivery systems. In this study, microwave-assisted ring opening polymerization (ROP) of ε-caprolactone was performed using three different carboxylic acids as initiators. In order to determine the effect of the acidity strength of the initiators on the molecular weight and terminal group functionality, in the order from strongest to weakest, trifluoro acetic acid, acetic acid, and benzoic acid were used as initiators. The microwave power was 600 W. The chemical structure and thermal properties of the synthesized low molecular weight PCLs were determined using differential scanning calorimetry (DSC), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and 1H Nuclear Magnetic Resonance (1H-NMR) spectroscopy. The molecular weight of the products was determined using Light Scattering-Gel Permeation Chromatography (LS-GPC) and 1H-NMR spectroscopy, and they were compared. The spectroscopic analyses showed that microwave-assisted polymerization is a useful technique in synthesizing the low molecular weight PCL without undesirable impurities. Their number-average molecular weights (Mn) and polydispersity index (PDI) were between 1.35 and 4.90 kDa, and 1.256 and 1.540, respectively. The Mn values obtained from the GPC were consistent with those calculated from the 1H-NMR.
Ɛ-Kaprolakton’un mikrodalga destekli halka açılma polimerizasyonu
Keywords: Carboxylic acid; Chemical engineering; Halka açılma; Karboksilik asit polycaprolactone; Kimya mühendisliği; Microwave; Mikrodalga; Polikaprolakton; Polimerizasyon; Polymerization; ring-opening