Interfacial enhancement of polypropylene-zeolite composites
Polipropilen-zeolit kompozitlerin ara yüzeyinin geliştirilmesi
- Tez No: 121016
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. FUNDA TIHMINLIOĞLU, PROF. DR. DEVRİM BALKÖSE, PROF. DR. SEMRA ÜLKÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2002
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 141
Özet
öz Bu çalışmada, polipropilen ve zeolit ara yüzeyi iyileştirilerek polipropilen-zeolit kompozitlerinin özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Polipropilen ve zeolit arasındaki ara yüzey etkileşimleri zeolit yüzeyi kaplanarak modifiye edilmiştir. Kompozitlerin mekanik özelliklerini ve dolgu maddesiyle polipropilen arasındaki etkileşimi en uygun geliştiren yüzey etkin maddenin bulunabilmesi amacıyla zeolit yüzeyi (ağırlıkça % 3) polietilen glikol (PEG) ve dört farklı derişimde (ağırlıkça % 0.5, 1, 1.5 ve 2) üç farklı silan bağlayıcıyla: 3-aminopropiltrietoksisilan (AMPTES), metiltrietoksisilan (MTES), ve 3-merkaptopropiltrimetoksisilan (MPTMS) kaplanmıştır. Yüzeyi modifiye edilmiş ve işlem görmemiş zeolit (ağırlıkça % 2, 4, ve 6) ve plastikleştirici olarak dioktilfitalat (DOP) yada epokside soya yağı (EPS) içeren polipropilen kompozitler ekstrüzyon tekniğiyle hazırlanmıştır. Yüzey modifikasyonunun ve zeolit miktarının kompozitlerin ısıl, mekanik, yapısal ve fiziksel özellikleri üzerine etkileri incelenmiştir. İşlem görmemiş ve silan bağlayıcılarla modifiye edilen zeolit örneklerinin kontak açısı ölçümleri ve FTIR analizleri ve PP-zeolit kompozitlerin su sorpsiyon sonuçları, zeolitin hidrofobik özelliğinin yüzey modifikasyonuyla belirgin bir şekilde arttığını göstermiştir. Isıl analiz sonuçlan, PP-EPS matrisine zeolit ilavesi ve silan muamelesinin kompozitlerin erime ve bozunma sıcaklıklarını değiştirmediğini göstermiştir. Buna karşın, bu modifikasyonların zeolitin aşı kristali etkisinden dolayı kompozitlerin kristalliği ve kristalleşme sıcaklığını arttırdığı bulunmuştur. Sılanla modifiye edilen zeolit içeren PP kompozitlerin mekanik özellikleri işlem görmemiş zeolit içeren kompozitlere oranla belirgin ölçüde gelişme göstermiştir. En iyi kuru ve yaş mekanik özellikler ağırlıkça %1 AMPTES ile muamele edilmiş zeolit içeren kompozitlerde gözlenmiştir. PP ve zeolit arasındaki ara yüzey etkileşimleri ve yapışma Pukanszky, Nicholais-Narkis ve Nielsen modelleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Silan bağlayıcılarla işlem görmüş zeolit ve PP arasındaki yapışmadaki gelişme bu modellerle doğrulanmıştır. Kompozitlerin su sorpsiyon ve mekanik test sonuçlan, elektron taramalı mikroskop ve optik mikroskop fotoğraflarında da gözlendiği gibi silan bağlayıcıların zeolit ve PP matrisi arasındaki uyumluluğu ve ara yüzeydeki yapışmayı iyileştirdiği,kompozitlerin mekanik özelliklerini geliştirdiğini desteklemektedir. Sonuç olarak, kompozitlerin su sorpsiyon sonuçları ısıl, mekanik ve yapısal analiz sonuçları göz önüne alındığında en uygun yüzey aktif madde AMPTES (ağırlıkça % 1) olarak ön görülmüştür. vıı
Özet (Çeviri)
ABSTRACT The objective of this study was to improve the properties of polypropylene- zeolite composites by enhancement of the interphase between polypropylene and zeolite. Surface treatment of zeolite was applied for modification of interfacial interactions between zeolite and polypropylene. Surface treatment of natural zeolite was carried out with (3 wt%) polyethyleneglycol (PEG) and three different silane coupling agents namely, 3-aminopropyltriethoxysilane (AMPTES), methyltriethoxysilane (MTES), and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPTMS) at four different concentrations (0.5, 1, 1.5 and 2 wt%) to find suitable surface modifier for improving filler compatibility and mechanical properties. PP composites containing (2, 4 and 6 wt%) untreated or treated zeolite and plasticizers: dioctylphthalate (DOP) or epoxidized soybean oil (EPS) were prepared by extrusion technique. The effects of the modifications and zeolite content on the thermal, mechanical, structural and physical properties of PP composite were investigated. The contact angle measurements and FTIR analyses of untreated and silane treated zeolite samples and water sorption results of PP-zeolite composites showed that hydrophobicity of zeolite significantly increases with surface modification. Thermal analyses indicated that the addition of zeolite and silane treatment to the PP-EPS matrix did not change the melting and degradation temperature of the composites. However, these modifications were found to increase the crystallinity and crystallization temperature of the composites due to the nucleating effect of the zeolite. The mechanical properties of PP composites containing silane treated zeolite indicated significant improvements compared to the composites containing untreated filler. The most enhanced dry and wet mechanical properties were observed for 1 wt% AMPTES treated zeolite containing PP composites. The effect of interfacial interactions and adhesion between zeolite and PP was evaluated by various semiemprical equations: Pukanszky model, Nicholais and Narkis model and Nielsen model. The improvement in adhesion between silane treated zeolite and PP was also confirmed from these models. Moreover, the water sorption and mechanical test results, as well as scanning electron micrographs and optical micrographs of the composites verify that silane coupling agents enhanced compatibility and interfacial adhesion between zeolite particles and PP matrix strongly led to an improvement of the mechanical properties ofthe composites. Consequently, 1 wt% AMPTES was proposed to be the most appropriate surface modifier by considering the water sorption results, thermal, mechanical and microstructure analyses of PP-zeolite composites.
Benzer Tezler
- Investigation of mechanical, thermal and morphological properties of PS/PP blends with a new compatibilizer
Yeni bir uyumlaştırıcı ile hazırlanmış PS/PP karışımlarının mekanik, termal ve morfolojik özelliklerinin incelenmesi
HAKAN GÖKÇE
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSELİ UYANIK
- Preparation and characterization of conductive polymer composites, and their assessment for electromagnetic interference shielding materials and capacitors
İletken polimer kompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu, ve bunların elektromanyetik parazit kalkanları ve kapasitörler için değerlendirilmesi
ÖZCAN KÖYSÜREN
Doktora
İngilizce
2008
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. GÖKNUR BAYRAM
- Enhancement of interfacial interactions in fiber-reinforced polymeric composites with multifunctional carbon nanomaterials
Çok işlevli karbon nanomateryaller ile elyaf takviyeli polimerik kompozitlerde arayüz etkileşimlerinin geliştirilmesi
AYŞE DURMUŞ SAYAR
Doktora
İngilizce
2024
KimyaSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN ÜNAL
- Enhancement of interfacial properties for high performance polyethylene fibers produced via gel spinning
Jel çekme yöntemi ile üretilen yüksek performanslı polietilen liflerin arayüz özelliklerinin geliştirilmesi
OĞUZ KAĞAN ÜNLÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ
- Termoplastik kompozitlerde arayüzey özelliklerinin bor nitrür katkılı haşıllama dispersiyonları kullanımıyla geliştirilmesi
Enhancement of interfacial properties in thermoplastic composites using boron nitride doped sizing dispersions
REYHAN ÖZBAŞ KARAMAN
Doktora
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMEK DERUN
DR. MUSTAFA DOĞU