Geri Dön

Investigation of inorganic nucleating agents` effects on the thermal and mechanical properties of polypropylene

İnorganik çekirdeklendiricilerin polipropilenin termal ve mekanik özellikleri üzerine etkilerinin incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 1016792
  2. Yazar: YASİN ÖZDEMİR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. KUTLAY SEVER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Makine Konstriksüyon ve İmalat Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tez kapsamında, Türkiye'nin farklı bölgelerinden temin edilen pomza ve diatomitin inorganik çekirdeklendirici olarak kullanılmasıyla polipropilen (PP) malzemenin termal ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu amaçla, kimyasal bileşimleri birbirinden farklı olan pomzalar Kütahya, Alaçatı, Nevşehir ve Uşak bölgelerinden; diatomit ise Kahramankazan/Ankara bölgesinden temin edilmiştir. Elde edilen hammaddeler 10 µm'nin altındaki parçacık boyutuna ulaşıncaya kadar öğütülmüş ve elekten geçirilmiştir. Çekirdeklendirici ajan olarak kullanılan pomzalar ve diyatomit PP matrisi içerisine ağırlıkça %0.1, %0.2 ve %0.3 oranlarında ilave edilerek mekanik karıştırma ile karıştırılmış ve çift vidalı ekstrüzyon cihazı yardımıyla pelet formuna getirilmiştir. Üretilen peletler, DIN EN ISO 527-1A, ISO 178 ve ISO 180 standarlarına uygun olarak enjeksiyon kalıplama yöntemiyle test numuneleri hâline dönüştürülmüştür. Çalışmanın temel amacı, özellikle darbe dayanımı olmak üzere, polipropilenin çekirdeklendirici ajanlar vasıtasıyla mekanik ve termal özelliklerinin iyileştirildiği kompozit yapıyı elde etmektir. Yapılan mekanik testler sonucunda, en yüksek darbe dayanımını %0.1 oranında Alaçatı bölgesi pomzası içeren (0.1A numunesi) PP kompozitinin gösterdiği belirlenmiştir. 0.1A kompozitin darbe dayanımının saf PP'nin darbe dayanımı değerinin yaklaşık %11 oranında arttırdığı gözlemlenmiştir. Bu bulgu doğrultusunda, 0.1A kompozitinin başka malzemelerele sinerjik etkisinin araştırılması üzerinde durulmuş ve içerisine IMS Polymers firmasından temin edilen ticari bir darbe dayanımı artırıcı (impact modifier) malzeme sırasıyla %5, %10 ve %15 oranlarında ilave edilerek yeni kompozit numuneler üretilmiştir. Bu numunelerin mekanik ve termal performansları ayrıntılı biçimde değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre en yüksek performans gösteren kompozit numunesi belirlenmiş ve bu numune içerisine bağlayıcı ajan (coupling agent) %1, %2 ve %3 oranlarında eklenerek sinerjik etkinin mekanik ve termal özellikler üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Çalışma sonucunda, yalnızca çekirdeklendirici ajan kullanımının saf PP'nin özellikleri üzerinde sınırlı ya da ihmal edilebilir düzeyde etkili olduğu; ancak çekirdeklendirici ajanların darbe dayanımı artırıcı ve bağlayıcı ajanlarla birlikte kullanılması durumunda sinerjik bir etkinin ortaya çıktığı ve bu etkinin kompozitlerin mekanik ile termal özelliklerini belirgin şekilde iyileştirdiği tespit edilmiştir.

Özet (Çeviri)

This thesis examines the impact of diatomite and pumice, obtained from various regions of Turkey, as inorganic nucleating agents on the mechanical and thermal characteristics of polypropylene (PP) material. The Kütahya, Alaçatı, Nevşehir, and Uşak regions provided pumice stones with varying chemical compositions, while the Kahramankazan/Ankara region supplied diatomite. After being ground up, the raw materials were sieved until the particles were less than 10 µm in size. We incorporated nucleating agents, specifically pumice and diatomite, into the polypropylene matrix within a twin-screw extrusion machine, at concentrations of 0.1%, 0.2%, and 0.3% of the total weight. Subsequently, these mixtures were processed into pellets. These pellets were then transformed into test specimens via injection molding, in accordance with the procedures outlined in DIN EN ISO 527-1A, ISO 178, and ISO 180. The aim of this work is to obtain a composite structure with improved mechanical and thermal properties of polypropylene, especially the impact resistance, by the inclusion of nucleating agents. The impact resistance of the polypropylene composite containing 0.1% Alaçatı area pumice (sample 0.1A) was found to be the highest from the results of the mechanical tests. The impact resistance of the 0.1A composite was increased by about 11% relative to pure polypropylene. Following this discovery, the combined effects of the 0.1A composite with several materials were investigated. Other composite samples were made by adding a commercial impact modifier from IMS Polymers at 5%, 10% and 15% concentrations. The mechanical and thermal properties of these samples have been studied in detail. The best performing composite sample was then selected and the effect of the synergistic effect on mechanical and thermal properties was studied by adding coupling agents in 1%, 2% and 3% to the selected composite sample. The study revealed that the use of nucleating agents alone had a minor or negligible effect on the properties of pure polypropylene. However, in the case where nucleating agents were used in combination with impact resistance enhancers and coupling agents, a synergistic effect was observed, which significantly improved the mechanical and thermal properties of the composites.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    578751

    Haloysit nanotüp dolgu malzemesi ile termoplastik ve termoplastik elastomer polimer matris kompozit malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu

    Preparation and characterization of halloysite filled thermoplastic and thermoplastic elastomer composite materials

    TUĞÇE ÖNER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BURAK ÖZKAL

  2. Tez No

    557692

    Production and characterization of polyester/poly(methyl methacrylate) and acrylonitrile butadiene styrene terblends and nanocomposites

    Poliester/polimetil metakrilat/akrilonitril stiren bütadien üçlü karışımları ve nanokompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu

    MEHMET ALİ ORAL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI

    DR. OSMAN GÖKHAN ERSOY

  3. Tez No

    381019

    Synthesis of zinc oxide nanoparticles by aqueous methods and effect of metal incorporation on the structural/functional properties of nanoparticles

    Su bazlı metotlarla çinko oksit nano parçacıkların sentezi ve metal katkısının nano parçacıkların yapısal/fonksiyonel özelliklere etkisi

    ÖZLEM ALTINTAŞ YILDIRIM

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CANER DURUCAN

  4. Tez No

    1000758

    Nikel sülfamat içeren banyolarda gerçekleştirilen nikel kaplama özellikleri üzerine, banyo bileşimine ilave edilen borik asit ilavesinin etkisinin araştırılması

    Investigation of the effect of boric acid addition to bath composition on the properties of nickel coatings deposited from nickel sulfamate baths

    ÖMERCAN SİVRİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Mühendislik BilimleriSakarya Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. UĞUR ŞEN

  5. Tez No

    595574

    Receptor-targeted carbon nanotubes as nanomaterials for diagnostics and targeted treatment of cancer

    Kanser teşhis ve tedavisi için reseptör-hedefli karbon nanotüp nanomalzemelerin geliştirilmesi

    MEHDI PARTOVI MERAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER

Geri Dön