Effect of various stabilizer mixtures on mechanical and physical properties of CaCO3 filled polypropylene composite in different environmental conditions
Çeşitli stabilizatör karışımlarının farklı çevresel koşullara maruz bırakılmış CaCO3 dolgulu polipropilen kompozitinin mekanik ve fiziksel özelliklerine etkisi
- Tez No: 154615
- Danışmanlar: PROF. DR. AYŞEN ÖNEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 93
Özet
ÇEŞİTLİ STABILIZATOR KARIŞIMLARININ FARKLI ÇEVRESEL KOŞULLARA MARUZ BIRAKILMIŞ CaC03 DOLGULU POLİPROPİLEN KOMPOZİTİNİN MEKANİK VE FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ ÖZET Düşük maliyet, işleme kolaylığı ve sahip oldukları özelliklerin çeşitlilik aralığının geniş olmasının bir sonucu olarak polimerler, pek çok kullanım alam bulmuş ve metal, tahta gibi bilinen malzemelerin yerine geçmiştir. Polimerler, metal tel kaplamalarında yalıtkan olarak; masa, sandalye gibi bahçe aksesuarlarında; buzdolabı, bulaşık makinesi ve çamaşır makinesi gibi ticari ev ürünlerinde ve daha pek çok farklı alanda kullanım alam bulurlar. Kullanım süreleri boyunca polimerler ısı, ışık, kimyasallar ve su gibi çeşitli çevresel koşullara maruz kalırlar. Bunun sonucunda polimerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinde değişiklikler olabilir.Dolayısıyla bilinen bu malzemelerin aksine, polimerilerin özelliklerinin uzun vadeli olmasının sağlanması ve hali hazırda sahip oldukları özelliklerin korunması için özel kimyasalların eklenmesi gereklidir. Plastik malzemelerin yaşam süresinin beklenenden daha kısa olmasının başlıca nedeni, polimerin oksijenle radikalik mekanizmayla yürüyen ve bozunmaya neden olan reaksiyonlarıdır. Bozunma, plastik parçanın mekanik ve estetik özelliklerinin kötüleşmesine neden olacağından polimer, stabilizatörlerin eklenmesi vasıtasıyla bozunmaya karşı korunmalıdır. Stabilizatörlerin seçiminde; polimerin yapısı, polimer matrisinde bulunan diğer katkı maddelerinin kimyasal yapısı ve son ürünün maruz kalacağı çevresel faktörler göz önünde bulundurulmalıdır. Bu tezin amacı, homopolimer polipropilen bazlı mineral dolgulu bir kompozitin oksidasyon ve çeşitli çevresel koşullara karşı stabilizasyonudur. Termal, kimyasal ve mekanik bozunmaların(degradasyonların) yavaşlatılması da bu çalışmanın amaçlarındandır. Stabilizatörlerin birbirleriyle ve polimer matrisinde bulunan dolgu maddesiyle sinerjik etkileşimleri çalışmanın bir diğer ilgi konusunu oluşturmaktadır. Bu tezin ilk ve ikinci kısımları, deterjan, çamaşır suyu çözeltileri, su buharı ve ısıya maruz kalacak polipropilen için uygun stabilizatörlerin seçilebilmesi için degradasyon ve stabilizasyon hakkında yapılmış literatür araştırmasından oluşmaktadır. Literatürde karşılaşılan çalışmaların daha çok stabilizatörlerin etkilerini arttıracak sinerjik etkileşimlerle ilgili olduğu görülmüştür. Bu nedenle tezin deneysel çalışma kısmında, çevre koşulları da göz önünde bulundurularak olası sinerjik etkileşim gösterebilecek çeşitli stabilizatörlerin bir karışımı seçilmiştir. Bu stabilizator paketinin polimeri oksidasyon ve mekanik degradasyondan koruyacağı öngörülmüştür. Tezin üçüncü kısmı, stabilizator karışımı ile iki farklı nükleasyon ajanı arasındaki olası sinerjik etkileşimlerin incelenmesiyle ilgilidir. Stabilizator karışımı; bir asit yakalayıcı, sterik engelli fenolik antioksidant, fosfat bazlı proses stabilizatörü ve radikal yakalayıcıdan oluşmaktadır. Sinerjik etkilerin gözlenebilmesi için çeşitliformulasyonlar geliştirilmiştir. Stabilize edilmiş polipropilen karışımı temel formulasyonu oluşturmaktadır. Bu temel formulasyona değişen miktarlarda iki farklı nükleasyon ajammn eklenmesiyle dört değişik formulasyon oluşturulmuştur. Stabilizator karışımının yokluğunda nükleasyon ajanlarının etkilerini görebilmek için stabilize edilmemiş polimer karışımına değişen miktarlarda (0.1 ve 0.3 w/w) iki farklı nükleasyon ajanlarının eklendiği dört formulasyon daha geliştirilmiştir. Ekstrüzyon ve enjeksiyonla kalıplama gibi işleme teknikleri; çekme, eğme ve darbe testleri, sararma indeksi gibi test metotları da sinerjik etkileşimlerin varlıklarının tanımlanabilmesi için gerçekleştirilmiştir. Son kısımda ise mekanik testler ve renk ölçümlerinin sonuçlan detaylı bir biçimde verilmiş ve incelenmiştir. Bu deneylerden elde edilen bütün verilen göz önünde bulundurularak; deterjan ve çamaşır suyu çözeltileri, yüksek ısı ve su buharına maruz kalacak bir plastik parçanın yapılmasında dokuz farklı formulasyon arasından en uygun olacak bir formulasyon seçilmiştir. Bu çalışmada kullanılan stabilizator karışımı ile seçilen nükleasyon ajanlarının sinerjik etkileşime girdikleri görülmüştür.
Özet (Çeviri)
EFFECT OF VARIOUS STABILIZER MIXTURES ON MECHANICAL AND PHYSICAL PROPERTIES OF CaC03 FILLED POLYPROPYLENE COMPOSITE IN DIFFERENT ENVIRONMENTAL CONDITIONS SUMMARY As a result of their low cost, ease of processing, and wide range of properties, polymers have found their way into many applications and replaced conventional materials such as metals and wood. Along many others, polymers are widely used in commercial appliance goods, such as refrigerators, dishwashers and washing machines, gardening accessories such as tables and chairs, as insulators in wire coatings and in many other fields. During their lifetime polymeric materials are exposed to various environmental conditions such as; heat, light, chemicals and water. Exposure to these conditions may cause changes in physical or chemical properties of the polymer. Therefore, in contrast to these conventional materials, the addition of some special chemicals is necessary to ensure the long-term properties of polymers and maintain its already present properties. The reason why the lifetime of plastic materials are shorter than expected is mainly the reactions with oxygen by means of radicalic mechanism, which leads to degradation. Since degradation results in failures in mechanical and esthetical properties of the plastic article, the polymer must be protected against degradation, which can be accomplished by the addition of stabilizers. In the choice of stabilizers, the structure of the polymer, chemical structures of the other additives present in the polymer matrix and the environmental conditions the end product will be exposed to must be considered. The aim of this thesis is to stabilize a mineral filled composite, which is based on homopolymer polypropylene against oxidation and the effects of various environmental conditions. Inhibition of thermal, chemical and mechanical degradation is also the goals of this work. Synergistic interactions of the stabilizers with each other and with the filler found in the polymer matrix are another concern of this thesis. The first and second parts of the thesis consist of a literature survey about degradation and stabilization to be able to decide which stabilizers would be appropriate for the stabilization of polypropylene subjected to detergent and bleach solutions, water vapor and heat. Investigated works in the literature mostly deal with synergistic effects of stabilizers that would improve their efficiency. Therefore in the experimental work of this thesis, the stabilizer mixture consisting of various possibly synergistic stabilizers was chosen by considering the environmental conditions. This stabilizer package was expected to protect the polymer against the effects of oxidation and mechanical degradation. XIThird part of the thesis deals with the investigation of any synergistic interactions between the stabilizer mixture and two different nucleating agents. The stabilizer mixture consisted of an acid scavenger, a sterically hindered phenolic antioxidant, a phosphate based process stabilizer and a radical scavenger. To be able to determine any synergistic effects several formulations were prepared. The stabilized polymer mixture was considered as a base formulation. Four different formulations were prepared by the addition of different nucleating agents varying in both chemistry and amount. Similarly, different formulations containing only these nucleation agents in two loading levels (0,1 and 0,3% w/w) were also prepared to be able to determine the effects of nucleating agents in the absence of the stabilizer package. Processing techniques, such as extrusion and injection molding and the testing methods such as, yellowness measurements, tensile, flexural and impact tests were also performed to identify synergistic effects. In the last part results of all the mechanical tests and color measurements are given and investigated in detail. Considering all the data gathered from these experiments, a suitable formulation among nine different formulations was chosen to be appropriate to be used in a plastic article that would be exposed to conditions like detergent, bleach solutions, elevated heat and water vapor. It was seen that nucleating agents show synergistic interactions with the stabilizer package used in this work. xn
Benzer Tezler
- Olı̇vı̇n ve potasyum hidroksit (KOH) katkısının ı̇nce danelı̇ bir zeminin dayanımına etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of olivine and potassium hydroxide (KOH) additive on the strength of a fine-grained soil
ABDELMAOULA MAHAMOUD TAHİR
Doktora
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDAT SERT
- Zirkonya esaslı refrakter kompozitlerin üretim parametrelerinin geliştirilmesi
Improvement of parameters for production of refractory composites based on zirconia
ÇAĞATAY DURMUŞ
Doktora
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER SERDAR ÖZGEN
- Geçiş metali katkılı atık zirkonya esaslı toz karışımlarından sinter seramik malzemelerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of sintered ceramic materials from waste zirconia based powder mixtures with transition metal additives
HATİCE TURGUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LÜTFİ ÖVEÇOĞLU
- Enjeksiyon ile granüler zeminlerin geoteknik özelliklerinin iyileştirilmesi
Improvement of geotechnical properties of granular soil by grouting
SUAT AKBULUT
- Farklı stabilizasyon malzemelerinin sıkıştırılmış kil duvarların fiziksel ve mekanik özelliklerine etkisi
Effect of different stabilization materials on physical and mechanical properties of rammed earth walls
AHMET YALAMA
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
İnşaat MühendisliğiDüzce Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET EMİROĞLU