Studying on critical exponents around glass transition; A fast transient fluorescence study

Abstract

Serbest radikal çaprazbağ kopolimerizasyonu (FCC) ile elde edilen etilmetakrilat (EMA) kopolimerizasyonunda zaman ayrımlı floresans teknik kullanılarak camsı geçiş çalışılmıştır. Floresans molekül olarak Piren (Py) seçilmiştir.  Floresans bozunum eğrilerinden piren molekülünün floresans yaşam zamanı hesaplanmış ve camsı geçişin izlenmesi için kullanılmıştır. Camsı yapı oluşumu ile reaksiyon ortamının yoğunluğundaki değişim piren moleküllerinin floresans verimini etkiler. Bu etki farklı sıcaklık ve çapraz bağlayıcı konsantrasyonlarında EMA’nın camsı geçişinin çalışılmasına olanak sağlamıştır.  Camsı geçiş noktası civarında jel kesrine ve ortalama küme büyüklüğü ait kritik üsler b=0.36±0.002 ve  g=1.68±0.01 hesaplamış ve sonuçlar sızma teorisi ile uyum içerisinde bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Camsı geçiş, kritik üsler, zaman ayrımlı floresans teknik.The bulk free radical crosslinking copolymerization is divided into three different stages; low conversion stage, gel effect stage, and glass effect stage. The glass effect stage occurs as the last stage of polymerization, if the reaction temperature is lower than the glass transition point of the polymer. The glass transition during polymerization was studied in free-radical crosslinking copolymerization (FCC) of ethyl methacrylate, (EMA) using the fast transient fluorescence (FTRF) techniques. Pyrene (Py) was used as a fluorescence probe. The fluorescence lifetimes of Py from its decay traces were measured and used to monitor the glass transition. Changes in the viscosity of the pregel solutions due to glassy formation dramatically enhance the fluorescent yield of Py molecules. The reaction time at which the Py lifetime exhibit sudden increase corresponds to the reaction time at which the rate of polymerization becomes maximum resulting from the gel effcet. This effect is used to study the glassy formation of EMA, as a function of time, at various crosslinker concentrations and different temperatures.  The results were interpreted in the view of percolation theory. The gel fraction, b and weight average degree of polymerization, g exponents were measured near the glass transition point as b =0.36±0.002, g =1.687±0.01 and the results are found in agreement with percolation results. Keywords: Glass transition, critical exponents, time resolved fluorescence technique

    Similar works