Ageing characteristics of ethylene-vinyl acetate copolymer and ethylene-vinyl acetate/ carbon black mixture
Etilen-vinil asetat kopolimeri ve etilen-vinil asetat/ karbon siyahı karışımının karakteristikleri
- Tez No: 105620
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. MURAT ŞEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2001
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 125
Özet
IV ÖZET Bu çalışmada, değişik endüstrilerde geniş bir uygulama alam olan etilen-vinil asetat kopolimeri (EVA) (% 13 VA) ve EVA/karbon siyahı (EVA/CB) (% 13 VA ve % 1 CB)'in yaşlanma karakteristikleri incelenmiştir. Doğa şartlarını simüle etmek amacıyla, örnekler 85°C'de havada 30 haftaya kadar, ve 259 nm'de havada UV ışık altında 400 saate kadar yaşlandırılmışlardır. Bundan başka, gama ışınlarının etkisini incelemek amacıyla örnekler değişik dozlarda 400 kGy'e kadar ışınlanmışlardır. Gama ile ışınlanmış örneklerin bazıları, ışınlanmamış örneklerle aynı koşullarda yaşlandırılmışlardır. Saf ve yaşlanmış örneklerin yüzde jelleşmelerini saptamak amacıyla sol-gel analizleri yapılmıştır. Termal olarak yaşlanmış EVA'nın yüzde jelleşmesi, devamlı oluşan çapraz-bağlar nedeniyle termal yaşlanma boyunca % 50'ye kadar artmıştır. EVA/CB termal yaşlanma boyunca çapraz bağlanmamıştır; çünkü CB makromoleküllerin birleşmelerini engeller. Yaşlanma boyunca örneklerde meydana gelen kimyasal değişiklikleri takip edebilmek için FTIR ölçümleri yapılmıştır. Termal olarak yaşlanmış EVA' da keton, lakton ve vinil oluşumu gözlenmiştir. CB'in kuvvetli bir kararlı kılıcı özelliği olduğundan, bu türlerin hiçbirisi EVA/CB 'da gözlenmemiştir. Hem saf hem de yaşlanmış örnekler için N2 atmosferinde dinamik termogravimetri çalışmaları gerçekleştirilmiştir. EVA/CB 'in termal kararlılığı önemli bir ölçüde değişmezken, EVA'mnki termal yaşlanma boyunca azalmıştır. EVA'nın ve EVA/CB'in maksimum bozunma sıcaklığı verileri ve, % 10 ve 50 kütle kayıplarmdaki sıcaklıklar bu sonuçlan desteklemiştir. EVA'nın bozunma aktivasyon enerjisi de artan termal yaşlanma zamamyla azalmıştır; EVA/CB' inki termal yaşlanma boyunca neredeyse sabitti. EVA ve EVA/CB'in yaşlanması sırasında, göreli olarak daha uçucu ürünlerinin miktarım tayin etmek için 350°C'de N2 atmosferindeki izotermal termogravimetri çalışmaları gerçekleştirilmiştir. EVA'nın izotermal termogramlan, bu tür oksijen içeren uçucu ürünlerin miktarının termal yaşlanma süresiyle arttığım göstermiştir. EVA/CB 'te, oksijen içeren uçucu ürünlerin miktarında önemli bir değişim olmamıştır. Yaşlanmış örneklerin termooksidatif kararlılıklarını tayin edebilmek amacıyla, 195°C'de 02 atmosferinde izotermal termogravimetri çalışmaları gerçekleştirilmiştir. EVA'da oksijen alma kapasitesi 6ncı hafta sonrası sıfıra kadar azalmıştır, ve % 10 kütlekaytandaki zaman da 6ncı haftaya kadar azalmış, sonra termal yaşlanma boyunca artmıştır. Bu da büyük olasılıkla çapraz-bağlarm oluşumunun üstün gelmesi yüzünden olmuştur. EVA/CB'te oksijen alma kapasitesi sıfıra düşmemiş, ve % S ağırlık kayrandaki süre 12nci haftaya kadar azalmış ve sonra 30uncu haftaya kadar değişmemiştir. EVA'nın % jeileşmesi, UV yaşlanma süresince, çapraz-bağlan oluşturacak olan radikallerin oluşması nedeniyle % 88'e kadar artmıştır. EVA/CB'in bile % jeileşmesi % 1 l'e kadar artmıştır. UV yaşlanmış EVA ve EVA/CB'in FTIR spektrumlannda da değişiklikler gözlenmiştir. 1740 cm"1 'de EVA'da bir artış, EVA/CB'te bir azalma gözlenmiştir. Hem EVA' da hem de EVA/CB'te keton, lakton ve vinil gruplarının oluşumu gözlenmiştir. UV ile ışınlanmaları, EVA ve EVA/CB'in termal kararlılıklarını azaltmıştır. Bu; N2 atmosferinde dinamik termogravimetri çalışmaları, maksimum bozunma sıcaklığı verileri ve, % 10 ve 50 kütle kayıplanndaki sıcaklıkları sonuçlarında gözlenmiştir. EVA ve EVA/CB'in bozunma aktivasyon enerjileri UV yaşlanma boyunca devamlı olarak düşmüştür. SSO^C'de N2 atmosferindeki izotermal termogravimetri çalışmalarından elde edilen, göreli olarak daha uçucu ürünlerinin miktarı hem EVA'da hem de EVA/CB'te UV yaşlanma süresiyle artmıştır. EVA'nın 195°C'de O2 atmosferinde izotermal termogravimetri çalışmalarından elde edilen sonuçlar şunu göstermiştir ki, oksijen alma kapasitesi llöncı saate kadar sıfıra düşmüştür. % 10 kütle kaybındaki süre llöncı saate kadar azalmış, sonra 400üncü saate kadar artmıştır. EVA/CB'te, oksijen alma kapasitesi UV yaşlanma süresiyle beraber yavaş bir şekilde azalmış ve sıfıra düşmüştür. % 5 kütle kaybındaki süre aniden 24üncü saate kadar azalmış, sonra neredeyse sabit kalmıştır. Gama ile ışınlanmış örneklerin sol-gel analizi şunu göstermiştir: hem EVA hem de EVA/CB gama ışınlan altında büyük bir oranda çapraz bağlanırlar. EVA/CB'in % jeileşmesi (% 75) EVA'nınkinden (% 58) daha büyüktü. Bu; CB'in çapraz-bağ oluşturmaya olan katkısı nedeniyle olmuş olabilir. Gama ile ışınlanmış EVA ve EVA/CB'in FTIR spektrumlan; keton, lakton ve vinil gruplarının oluşumlarım göstermiştir. N2 atmosferinde dinamik termogravimetri çalışmaları, maksimum bozunma sıcaklığı verileri ve, % 10 ve 50 külle kayıplanndaki sıcaklıktan ve bozunma aktivasyon enerjileri sonuçlan, EVA ve EVA/CB'in gama ile ışmlanmalan sonucunda termal kararlılıklarında önemli bir değişiklik olmadığım belirtmiştir.VI 350°C'de N2 atmosferindeki izotermal termogravimetri çalışmaları, oksijen içeren uçucu ürünlerin miktarında 25 kGy'e kadar ani ve bariz bir artış olduğunu sergilemiştir. Bu dozdan sonra 400 kGy'e kadar olan değişiklikler yorumlanabilecek kadar açık değildi. Gama ışınlarının; gama ile ışınlanıp sonra termal olarak yaşlanmış örneklerin termal kararlılıkları üzerinde ters bir etkisi olduğu gözlenmiştir. Bu sonuca; EVA ve EVA/CB'in N2 atmosferinde dinamik termogravimetri çalışmaları, maksimum bozunma sıcaklığı verileri ve % 10 ve 50 kütle kayıplarmdaki sıcaklıklarından elde edilen veriler sayesinde varılmıştır. Gama ile ışınlanıp sonra UV ile yaşlanmış EVA ve EVA/CB'in N2 atmosferinde dinamik termogravimetri çalışmaları, maksimum bozunma sıcaklığı verileri ve % 10 ve 50 kütle kayıplarmdaki sıcaklıkları; gama ışınlarının EVA ve EVA/CB'in UV kararlılıkları üzerinde önemli bir etkisi olmadığını göstermiştir. Çünkü; elde edilen veriler, ışınlanmamış ve UV ile yaşlanmış EVA ve EVA/CB'inkilere yakındırlar.
Özet (Çeviri)
SUMMARY In this study, ageing characteristics of ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) (13 % VA) and EVA/carbon black mixture (EVA/CB) (13 % VA and 1 % CB) which have wide range of applications in different industries, were investigated. In order to simulate the natural conditions, samples were aged at 85°C in air up to 30 weeks, and aged under UV radiation at 259 nm in air up to 400 hours. Besides, in order to investigate the effect of gamma rays, samples were irradiated at different doses up to 400 kGy. Some of the gamma irradiated samples were aged thermally and by UV under the same conditions as unirradiated samples. Sol-gel analysis experiments were made to determine the % gelation of the virgin and aged samples. % Gelation of thermally aged EVA increased up to 50 % during thermal ageing due to continuous formation of cross-links. EVA/CB, however, did not cross-link during thermal ageing; because CB hinders the macromolecule radicals to combine. FTER. measurements were performed to follow the chemical changes which took place in the samples during ageing. In thermally aged EVA, ketone, lactone and vinyl formations were observed. Since CB has a strong stabilizing effect against thermal ageing, none of these species were observed in EVA/CB. Dynamic thermogravimetry studies in N2 atmosphere were carried out for both virgin and aged samples. It is observed that, thermal stability of EVA decreased during thermal ageing, whereas that of EVA/CB did not change to a significant extent. Maximum degradation temperature data and the temperatures at 10 and 50 % mass losses of EVA and EVA/CB confirmed these results. Degradation activation energy of EVA also decreased with increasing thermal ageing time; that of EVA/CB was almost constant during thermal ageing. Isothermal thermogravimetry studies at 350°C in N2 atmosphere were performed for the determination of the amount of relatively more volatile products formed during ageing of EVA and EVA/CB. Isothermal thermograms of EVA indicated that the amount of this kind of oxygen containing volatile products increased with thermal ageing time. There was not any significant change in the amount of oxygen containing volatile products in EVA/CB. Isothermal thermogravimetry studies at 195°C in O2 atmosphere were carried out in order to determine the thermooxidative stability of aged samples. Oxygen uptake capacity11 decreased down to zero at the end of sixth week in EVA; and the time at 10 % mass loss decreased up to sixth week and then increased during thermal ageing. This was most probably due to overcoming of formation of cross-links. In EVA/CB, oxygen uptake capacity did not all to zero, and the time at 5 % mass loss decreased up to twelfth week, and then unchanged up to thirtieth week. % Gelation of EVA increased up to 88 % during UV ageing due to formation of radicals which are then to form the cross-links. The % gelation of even EVA/CB increased up to 11%. Changes were observed also in the FTIR spectra of UV aged EVA and EVA/CB. An increase in EVA and a decrease in EVA/CB at 1740 cm"1 were observed. The formation of ketone, lactone and vinyl groups were observed both in EVA and EVA/CB. Irradiation by UV light, decreased the thermal stability of EVA and EVA/CB. This was observed in the dynamic thermogravimetry studies in ISfe atmosphere, maximum degradation temperature data and the temperatures at 10 and 50 % mass losses of EVA and EVA/CB. Degradation activation energies of EVA and EVA/CB decreased continuously during UV ageing. The amount of relatively more volatile products in both EVA and EVA/CB, obtained from isothermal thermogravimetry studies at 350°C in N2 atmosphere, increased with increasing UV ageing time. The results obtained from isothermal thermogravimetry studies of EVA at 195°C in O2 atmosphere showed that, oxygen uptake capacity decreased down to zero at the end of 1 16 hours. The time at 10 % mass loss decreased up to 1 16 hours and then increased until 400 hours. In EVA/CB, oxygen uptake capacity decreased during UV ageing down to zero slowly. The time at 5 % mass loss decreased suddenly up to 24 hours, and then remained almost constant. Sol-gel analysis of gamma irradiated samples showed that, both EVA and EVA/CB cross-link under gamma radiation to a great extent. % Gelation of EVA/CB (75 %) was greater than that of EVA (58 %). This might be due to the contribution of CB to form cross-links. FTIR spectra of gamma irradiated EVA and EVA/CB showed the formation of ketone, lactone and vinyl groups. Dynamic thermogravimetry studies in N2 atmosphere, maximum degradation temperature data, the temperatures at 10 and 50 % mass losses and degradation activationuı energy results indicated that, there was not any significant change in the thermal stabilities of EVA and EVA/CB upon gamma irradiation of EVA Isothermal thermogravimetry studies at 350°C in N2 atmosphere exhibited that, there was a sudden and obvious increase up to 25 kGy in the amount of oxygen containing volatile products. The changes after this dose, up to 400 kGy, were not clear for interpretation. It was observed that, gamma irradiation has an inverse effect on the thermal stabilities of gamma irradiated and then thermally aged EVA and EVA/CB. This was concluded from the results of dynamic thermogravimetry studies in N2 atmosphere, maximum degradation temperature data and the temperatures at 10 and 50 % mass losses of EVA and EVA/CB. Dynamic thermogravimetry studies in N2 atmosphere, maximum degradation temperature data and the temperatures at 10 and 50 % mass losses of gamma irradiated and then UV aged EVA and EVA/CB indicated that, gamma irradiation has no significant effect on the UV stabilities of EVA and EVA/CB; because the data obtained, were close to those of unirradiated UV aged EVA and EVA/CB.
Benzer Tezler
- Preparation of rubber blends and their composites and investigation of their properties
Kauçuk karışımlarının ve kompozitlerinin hazırlanması ve özelliklerinin incelenmesi
GÖKÇE BAKİLER
- Poli (epiklorohidrin-ko-etilen oksit-ko-allil glisidil eter) elastomerlerinin ısıl yaşlanma özelliklerine antioksidanların etkisi
Effect of antioxidants on thermal aging properties of poly (epichlorohydrin-co-ethylene oxide-co-allyl glycidyl ether) elastomers
CEREN GÖKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT ŞEN
- Dinamik uygulamalarda EPDM'in NR yerine kullanılabilirliğinin araştırılması
Evaluating EPDM for dynamic applications instead of NR
AYŞE TUĞBA BAYRAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Polimer Bilim ve TeknolojisiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAĞDAGÜL KARAAĞAÇ
- Investigation of thermal aging of styrene butadiene rubber/ethylene propylene diene monomer blends
Stiren butadien kauçuk ve etilen propilen dien kauçuk karışımlarının ısıl yaşlandırmalarının incelenmesi
ZEYNEP SONGUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSELİ UYANIK
- Çaprazbağ yoğunluğu hesabında kullanılan tekniklerin doğal kauçuk (NR) ve etilen propilen dien kauçuk (EPDM) için karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi
Technique used in cross-base density according to comparative for natural rubber (NR) and ethylene propylene diamond rubber (EPDM)
BURAK KILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Polimer Bilim ve TeknolojisiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAĞDAGÜL KARAAĞAÇ