Geri kazanılmış termoplastiklerden nanokompozit malzemelerin üretilmesi ve karakterizasyonu


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2003

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: Metin Karabulut

Danışman: ÜLKÜ YILMAZER

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Nanokompozit malzemeler oldukça az miktarda (%<10) nano boyutlarda kil parçacıkları içeren mineral dolgu maddeli plastiklerdir. Parçacıklar çok yüksek boyut oranlarına (yaklaşık 100-15000) ve yüksek yüzey alanına (750-800 m2 /g) sahip oldukları için baz polimerin yoğunluk ve ışık geçirme özelliklerini fazla etkilemeden mekanik, ateşe dayanıklılık, ısısal ve geçirmezlik özelliklerini iyi yönde etkilerler.Nanokompozit üretim işlemi polimeri ve hidroksil-sonlu kuarterner amonyum tuzu ile etkileştirilmiş silikat tabakalarını karıştırmakla yapılır. Karıştırma sırasında polimer zincirleri aralanmış silikat tabakaları arasına yerleşirler. Bu çalışmada resin olarak geri kazanılmış termoplastik ve katkı maddesi olarak montmorillonit kullanılarak yeni nanokompozit malzemeler üretilmiştir. Çalışma sırasında, geri kazanılmış poli (etilen tereftalat), PET, organik olarak modifiye edilmiş kil ile %1, 2, ve 5’lik oranlarda karıştırılmış ve çalışmalar sırasında üç tip kil v örneği incelenmiştir. Karşılaştırma için ağırlıkça % 2’lik üç farklı kil örneği, Cloisite 15A, 25A, ve 30B, içeren numuneler hazırlanmıştır. Özelliklerdeki değişimin gözlenebilmesi için nanokompozit malzemeler üç farklı vida hızında, 150, 350, 500 rpm, hazırlanmıştır. Mekanik testler, taramalı elektron mikroskopu, ve akış indeksi ölçümleri nanokompozit malzemelerin karakterizasyonu için kullanılmıştır. Uzun alkil yan gruplarına sahip 25A kil tipi genellikle en iyi sonuçları vermiştir. 25A kil tipi dallanmış yapısı nedeniyle, karıştırma özelliklerini arttırmakta ve kil tabakalarının daha iyi dağılabilmesine yol açmaktadır. Bu etki yüksek kil dağılımına sahip yapılar olarak taramalı electron mikroskobu fotoğraflarında gözlenmiştir. Neredeyse bütün mekanik özelliklerin 350 rpm vida hızında arttığı görülmüştür. Çalışmalarda, 500 rpm olan en yüksek işleme hızının yapıya verdiği zarardan dolayı malzemede bir performans arttışı sağlamadığı görülmüştür. Ayrıca, yüksek işleme hızlarında geçiş zamanının daha düşük olması, kil dağılımı için yeterli zamanın olmamasına yol açmaktadır. Genelde, 350 rpm hızında MFI değerleri minimum gösterirken, viskozite maximum göstermiştir. Bu vida hızında maximum dağılım sonucu yüksek viskozite görülmüştür. Ayrıca, bu işleme hızında 25A kil tipi en düşük MFI değerini vererek, en yüksek dağılımı, en yüksek viskoziteyi, ve en iyi mekanik özellikleri göstermiştir.