Pirazol Temelli Yeni Bir Kopolimerin [poli(1,3-difenil-1H-pirazol-5-il metakrilat-ko-stiren)] Termal Bozunma Kinetiği

Mevcut çalışmada, pirazol sübstitüe gruplu 1,3-difenil-1H-pirazol-5-il metakrilat (DPMA) ve stiren (St) birimlerini içeren yeni bir kopolimer [poli(DPMA-ko-St)] sentezlenmiş ve kopolimer sisteminin termal bozunma kinetiği termogravimetrik analiz (TGA) tekniği ile detaylıca araştırılmıştır. Isıtma hızındaki değişime bağlı olarak (5 °C/dak – 20 °C/dak) kopolimerin termal stabilitesinde 252,02 °C'den 274,89 °C'ye bir artış gözlemlenmiştir. Kopolimerin termal bozunma aktivasyon enerjileri, %9 - %21 dönüşüm aralığında, Kissinger ve Flynn-Wall-Ozawa yöntemleri ile sırasıyla 149,37 kJ/mol ve 140,99 kJ/mol olarak sonuçlanmıştır. Coats-Redfern, Tang, Madhusudanan ve Van Krevelen gibi farklı kinetik metotlar ışığında kopolimerin termal bozunma mekanizması incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar kopolimerin termal bozunma mekanizmasının özellikle Coats-Redfern metoduna göre 20 °C/dak optimum ısıtma hızında tek boyutlu difüzyon tipi bir yavaşlama mekanizması yani D1 mekanizması üzerinden ilerlediğini göstermiştir.

Thermal Degradation Kinetics of a Novel Pyrazole Based Copolymer [poly(1,3-diphenyl-1H-pyrazol-5-yl methacrylate-co-styrene)]

In the present study, a new copolymer containing pyrazole substituted 1,3-diphenyl-1H-pyrazol-5-yl methacrylate (DPMA) and styrene (St) units, [poly(DPMA-co-St)], was synthesized. Thermal degradation kinetics of the copolymer system was investigated in detail with the thermogravimetric analysis (TGA) technique. An increase in the thermal stability of the copolymer from 252.02 °C to 274.89 °C was observed depending on the change in heating rate (5 °C/min – 20 °C/min). The thermal degradation activation energies of the copolymer were 149.37 kJ/mol and 140.99 kJ/mol, respectively, with the Kissinger and Flynn-Wall-Ozawa methods in the conversion range of 9% - 21%. The thermal degradation mechanism of the copolymer was investigated in the light of different kinetic methods such as Coats-Redfern, Tang, Madhusudanan, Van-Krevelen and Horowitz-Metzger. The results showed that the thermal decomposition mechanism of the copolymer proceeds through a one-dimensional diffusion-type deceleration mechanism, namely the D1 mechanism, at the optimum heating rate of 20 °C/min, especially according to the Coats-Redfern method.

___

  • Ameduri, B., Boutevin, B. and Malek, F., 1994. Synthesis and Characterization of Styrenic Polymers with Pendant Pyrazole Groups. II. Journal of Polymer Science: Part A Polymer Chemistry, 32, 729-740.
  • Asif, M., Imran, M. and Husain A., 2021. Approaches for chemical synthesis and diverse pharmacological significance of pyrazolone derivatives: A review. Journal of the Chilean Chemical Society, 66 (2), 5149-5163.
  • Coats, A.W. and Redfern, J. P. 1964. Kinetic parameters from thermogravimetric data, Nature, 201, 68-69.
  • Flynn, J.H. and Wall, L.A., 1966. A quick, direct method for the determination of activation energy from thermogravimetric data. Journal of Polymer Science, Part B, 4, 323-328.
  • Gardiner, J., Martinez-Botella, I., Tsanaktsidis, J. and Moad, G., 2016. Dithiocarbamate RAFT agents with broad applicability - the 3,5-dimethyl-1H-pyrazole-1-carbodithioates, Polymer Chemistry, 7(2), 481-492.
  • Hamielec, A.E., Macgregor, J.F. and Penlidis, A., 1989. Copolymerization, Editor(s): Allen, G. And Bevington, J.C., Comprehensive Polymer Science and Supplements, Pergamon, 17-31.
  • Karrouchi, K., Radi, S., Ramli, Y., Taoufik, J., Mabkhot, Y.N., Al-aizari, F.A. and Ansar, M., 2018. Synthesis and pharmacological activities of pyrazole derivatives: A Review. Molecules, 23 (1), 134.
  • Kissinger, H.E. 1957. Reaction kinetics in differential thermal analysis, Analytical Chemistry, 29, 1702-1706.
  • Kurt, A. and Koca, M., 2016. Synthesis, characterization and thermal degradation kinetics of poly(3-acetylcoumarin-7-yl-methacrylate) and its organoclay nanocomposites, Journal of Engineering Research, 4 (4), 46-65.
  • Kurt, A. and Koca, M., 2022. Synthesis, characterization and thermal degradation kinetics of a new pyrazole derived methacrylate polymer, poly(1,3-diphenyl-1H-pyrazol-5-yl methacrylate), Acta Chimica Slovenica, 69(2), 466-477.
  • Kurt, A., 2009a. Dielectric properties of block copolymers of ethyl methacrylate with styrene. e-Journal of New World Sciences Academy Engineering Sciences, 4(2), 203-210.
  • Kurt, A., 2009b. Thermal decomposition kinetics of poly(nButMA-b-St) diblock copolymer synthesized by ATRP. Journal of Applied Polymer Science, 114(1), 624-629.
  • Kurt, A., 2017. Kumarin yan grup içeren poli(3-benzoil kumarin-7-il-metakrilat) homopolimerinin termal bozunma kinetiği. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 7(4), 113-121.
  • Kurt, A., Avcı, H.I. and Koca, M., 2018. Synthesis and characterization of a novel isocoumarin derived polymer and its thermal decomposition kinetics. Macedonian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 37 (2), 173-184.
  • Madhusudanan, P. M., Krishnan, K. and Ninan, K.N., 1993. New equations for kinetic-analysis of nonisothermal reactions. Thermochimica Acta, 221, 13-21.
  • Marzouk, M.I., Sayed, G.H., Abd ElHalim, M.S. and Mansour, S.Y., 2014. Synthesis and characterization of novel pyrazolone derivatives. European Journal of Chemistry, 5 (1), 24 32.
  • Matyjaszewski, K. and Xia, J., 2001. Atom Transfer Radical Polymerization. Chemical Reviews, 101 (9), 2921-2990.
  • Meng, X.L., Huang, Y.D., Yu, H. and Lv, Z., 2007. Thermal degradation kinetics of polyimide containing 2,6-benzobisoxazole units. Polymer Degradation and Stability, 92 (6), 962-967.
  • Moore, J.A. and Mehta, P.G., 1995. Synthesis and characterization of novel thermally stable polypyrazoles. Macromolecules, 28, 444-453.
  • Mukundam, V., Kumar, A., Dhanunjayarao, K., Ravi, A., Peruncheralathan, S. and Venkatasubbaiah, K., 2015. Tetraaryl pyrazole polymers: versatile synthesis, aggregation induced emission enhancement and detection of explosives. Polymer Chemistry, 6, 7764–7770.
  • Ng, H.M., Saidi, N.M., Omar, F.S., Ramesh, K., Ramesh, S. and Bashir, S., 2018. Thermogravimetric analysis of polymers. In Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 1-29.
  • Nunez, L., Fraga, F., Nunez, M.R. and Villanueva, M., 2000. Thermogravimetric study of the decomposition process of the system BADGE (n=0)/1,2 DCH. Polymer, 41 (12), 4635–41.
  • Ozawa, T., 1986. Applicability of Friedman plot. Journal of Thermal Analysis, 31(3), 547-551.
  • Saçak, M., 2012. Polimer Kimyası, 6. Baskı, Gazi Kitabevi, Ankara, 407-435.
  • Scott, A.J. and Penlidis, A., 2017. Copolymerization, reference module in chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering, Elsevier, 1-11.
  • Tang, W., Liu, Y., Zhang, H. and Wang, C., 2003. New approximate formula for Arrhenius temperature integral. Thermochimica Acta, 408, 39-43.
  • Turmanova, S.C., Genieva, S.D., Dimitrova, A.S. and Vlaev, L.T., 2008. Non-isothermal degradation kinetics of filled with rise husk ash polypropene composites. eXPRESS Polymer Letters, 2 (2), 133–146.
  • Van Krevelen, D.W., Van Herrden, C. and Hutjens, F.J., 1951. Kinetic study by thermogravimetry, Fuel, 30, 253-258.
  • Wang, S. and Cheng, B., 2017. One-pot synthesis of polypyrazoles by click reactions. Scientific Reports, 7, 12712.
Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: 6
  • Başlangıç: 2015
  • Yayıncı: AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Boruta Öznitelik Seçimi Algoritması ve Derin Öğrenme Yöntemleri Kullanılarak Covid-19 Hastalığının Prognozunun Tahmini

Nedim MUZOĞLU, Melike Kaya KARASLAN, Ahmet Mesrur HALEFOĞLU, Bekir Sıddık Binboğa YARMAN

GNSS Tekniği ile Düşey Yöndeki Deformasyonların Araştırılması

Burhaneddin BİLGEN, Cevat İNAL

Bakır(II) İyonlarının Sulu Çözeltilerden Atık Portakal Kabuğu İle Uzaklaştırılması: Denge, Kinetik Ve Termodinamik Çalışmalar

Mutlu CANPOLAT, Yalçın ALTUNKAYNAK, Ömer YAVUZ

Tıbbi Verilerde Heinz Ortalamasına Dayalı Yeni Sentetik Veriler Üreterek Veri Kümesini Dengeleme

İbrahim Halil GÜMÜŞ, Serkan GÜLDAL

Tarihi Yapıların Restorasyonunda Taşıyıcı Duvar İmalatlarının Numerik Olarak Modellenmesi: Duvar Katmanı Analizi

Ahmet Sertaç KARAKAŞ, Tarık Serhat BOZKURT

Elektroeğirme Yöntemi ile Antitüberkülostatik İlaç Yüklü Nanofiber Üretimi ve Karakterizasyonu

Dilek BİLGİÇ ALKAYA, Hilal İrem ONURLU, Serap AYAZ SEYHAN, Sümeyye CESUR, Oğuzhan GÜNDÜZ

Tamamlanmış Blok ve Tamamen Rasgele Tasarımdan Oluşan Bir Karma Tasarımda Genel Alternatif için Önerilen Testler

Hasan Hüseyin GÜL, Hülya BAYRAK

Kağıt Tabanlı Kolorimetrik Yöntemle Askorbik Asit (Vitamin C) Tayini

Akif Göktuğ BOZKURT

Pirazol Temelli Yeni Bir Kopolimerin [poli(1,3-difenil-1H-pirazol-5-il metakrilat-ko-stiren)] Termal Bozunma Kinetiği

Adnan KURT, Murat KOCA

HGM Küre Uygulamasının Dijital Harita Arşivlemede Kullanılabilirliği: Pervititch Haritaları Örneği

Abdulgafur ÇAPADİŞ, Ömer Gökberk NARİN, Mustafa YILMAZ, Mevlüt GÜLLÜ