Synthesis and characterization of nano zinc borate and its usage as a flame retardant for polymers

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2010

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: BERK BALTACI

Danışman: GÖKNUR BAYRAM

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmanın amaçları mikron altı boyuta sahip çinko borat sentezlemektir ve bunları diğer alev geciktirici katkı maddeleriyle beraber poli(etilen tereftalat) (PET) bazlı kompozitlerde kullanmaktır.Çalışma iki bölüme ayrılabilir. İlk kısımda, çinko oksit ve borik asidin reaksiyonuylamikron altı boyutta çinko borat (2ZnO.3B2O3.3.5H2O) sentezlemek amaçlanmıştır.Bu amaçla kümelenmeyi engellemek ve parçacık boyutunu düşürmek için sentez sırasında düşük molekül ağırlığına sahip katkı maddeleri ya da yüzey etkin maddeler kullanılmıştır. Yüzey etkin madde çeşidinin; konsantrasyonunun ve reaktant olarak nano boyutta çinko oksit kullanılmasının senteze ve 2ZnO.3B2O3.3.5H2O ürününün özelliklerine ve morfolojisine olan etkisi incelenmiştir. Sentezlenen çinko boratlar X-Işını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve termogravimetrik analiz (TGA) yöntemleriyle karakterize edilmiştir. Sonuçlar ticari bir çinko boratla, Firebrake (FB) karşılaştırılmıştır.Karakterizasyon sonuçları en az bir boyutta mikron altı seviyenin elde edildiğini ve sentezlenen çinko boratların dehidrasyon sularını kompozitlerin proses sıcaklığına kadar kaybetmediklerini göstermiştir.Çalışmanın ikinci kısmında, esas olarak sentezlenen mikron altı boyuttaki çinko boratları içeren PET bazlı kompozitler çift vidalı ekstruder ve enjeksiyonlu kalıplama cihazlarıyla hazırlanmıştır. Bor fosfat (BP) ve trifenilfosfat (TPP) gibi sinerjist malzemeler kompozit hazırlanmasında ayrıca kullanılmıştır. Hazırlanankompozitlerin yanma ve mekanik özellikleri karakterize edilmiştir. Kompozitlerinyanıcılığı Sınırlayıcı Oksijen İndeksi (LOI) testiyle belirlenmiştir. Çekme gerilimi, elastik modülü, kopma anında uzama ve darbe dayanımı gibi mekanik özellikler deçalışılmıştır.LOI ve darbe dayanımı testlerine göre, ağırlıkça %3 BP ve %2 poli(stiren-ko-maleik anhidrit) ile modifiye edilmiş çinko borat içeren kompozitler, 2PSMA05/3BP ve 2PSMA1/3BP, saf PET ile karşılaştırıldığında daha yüksek LOI ve darbe dayanımı değerlerine sahiptir.