Siklik- ve Polifosfazenler: Sentez ve Potansiyel Pil Uygulamaları

24. Ulusal Kimya Kongresi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, 29 Haziran-2 Temmuz 2010, Zonguldak
Siklik- ve Polifosfazenler: Sentez ve Potansiyel Pil Uygulamaları
Yunus Karataş,a,b Marina Burjanadze,b Hans-Dieter Wiemhöfera
a
Münster Üniversitesi, İnorganik ve Analitik Kimya Enstitüsü, Münster / Almanya
b
Ahi Evran Üniversitesi, Kimya Bölümü, Kırşehir / Türkiye
Polifosfazenler, sadece birkaç farklı zincir yapısına sahip olmalarına rağmen, kolay bir
şekilde fonksiyonel grupların takılabilmesi sebebiyle inorganik polimerler arasında üzerinde
en çok çalışılan polimer sınıfını oluşturmaktadırlar [1,2]. Bu özelliğinden dolayı
polifosfazenlerin sentezi yıllardır birçok farklı araştırma gruplarının ilgisini çekmekte,
uygulamalarının yanı sıra yeni ve kolay sentez metotları geliştirilmeye çalışılmaktadır.
Cl
PCl3 + Li
N(SiMe3 )2
P N
Cl
n
(1)
Polifosfazenler her bir fosfor üzerinde iki fonksiyonel grubun bağlı olduğu birbirini takip eden
fosfor ve azot bağlarından oluşmaktadır. Yukarıdaki tepkime şemasında da görüldüğü gibi,
basit başlangıç maddelerinin bir seri tepkimesi sonucunda monomer saf ve yüksek bir
verimde sentezlenebilmekte, bu monomerin yaşayan katyonik polimerleşme yöntemiyle
polimerleştirilmesi sonucu poli(dikloro fosfazen) (1) elde edilmektedir. Elde edilen polimer,
yaşayan katyonik polimerleşme yöntemi ile sentezlenen bütün polifosfazenlerde başlangıç
malzemesi olarak kullanılmaktadır [1,2].
Yandaki şekilde de özetlendiği üzere, polimer zinciri üzerinde bulunan fosfor-klor bağları aşırı
reaktif olduklarından, birçok fonksiyonel grupla kolay bir şekilde nükleofilik olarak yer
değiştirebilmekte, böylece farklı fiziksel ve
kimyasal
özelliklere
sahip
polimerlerin
sentezlenmesine imkan sağlamaktadır. Bu
yöntemle iletkenden yalıtkana, amorftan kristale,
hidrofilden hidrofoba değişik özelliklerde polimer
yapıları
hedeflenebilmektedir.
Sentez
yelpazesinin
çok
geniş
olması
ayrıca
polifosfazenlere birçok farklı potansiyel uygulama
alanlarında da kullanılma yolunu açmıştır. Farklı
özelliklere sahip bu polimerler elastomer film ve
kaplama; yanmaz polimerler; optik ve elektrooptik uygulamalarda fiber olarak; biyomedikal
uygulamalarda; polimer elektrolit, hidrojen yakıt
pilleri, sensör v.b. birçok uygulamada membran
olarak ve daha birçok farklı uygulamalarda
kullanılmaktadır. Yaşayan katyonik polimerleşme
yöntemiyle sentezlediğimiz polimer sentezinin yanı sıra, grubumuzda özellikle lityum-iyon
pilleri ve hidrojen yakıt hücrelerinde uygulama amaçlı sentezi gerçekleştirilen fosfazen
türevleri ve diğer genel uygulamaları özet olarak sunulacaktır.
KAYNAKLAR
1. Allcock, H. R. Chemistry and Applications of Polyphosphazenes, John Wiley & Sons,New
Jersey, 2003.
2. Gleria, M.; De Jaeger, R. Phosphazenes: A Worldwide Insight, Nova Science Publishers,
New York, 2004.