Geri Dön

Poliolefin nanokompozitlerin hazırlanması

Preparation of polyolefin nanocomposites

PDF İndir

  1. Tez No: 178220
  2. Yazar: ALİ DURMUŞ
  3. Danışmanlar: PROF.DR. AHMET KAŞGÖZ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2006
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Eğitimi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 232

Özet

Bu çalışmada, farklı bileşimlerdeki lineer düşük yoğunluklu polietilen (LLDPE)/org-kil nanokompozitleri farklı tipte uyumlaştırıcılar kullanılarak, çift vidalı mini-ekstruderde (DACA) eriyik harmanlama yöntemi ile hazırlanmış ve örneklerin bazı fiziksel özellikleri detaylı olarak incelenmiştir. Organo-kil olarak, ticari bir organo-montmorillonit (org-mmt, Cloisite® 20A) uyumlaştırıcı bileşikler olarak ise; farklı maleik anhidrit yüzdelerine sahip iki maleik anhidrit aşılanmış polietilen (PE-g-MA) ve farklı asit indisi değerlerindeki üç farklı, düşük molekül ağırlıklı okside polietilen (OxPE) kullanılmıştır. Hazırlanan örneklerin, yapısal analizleri ve fiziksel özellikleri, uzama kontrollü salınımlı rotasyonel reometre (ARES), X-ışını kırınım difraktometresi (XRD), Elektron Mikroskobu (TEM), Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC), Termogravimetrik Analiz (TGA), Fourier-Infrared Spektroskopi (FTIR), mekanik test cihazı ile incelenmiştir. Ayrıca bazı örneklerden hazırlanan filmlerin O2 geçirgenlikleri test edilmiştir. Örneklerin lineer viskoelastik bölgedeki reolojik davranışlarının ayrıntılı olarak incelenmesiyle elde edilen bulgulara çeşitli reolojik modellerin uygulanması ile kil dağılımının, uyumlaştırıcı yapısı/miktarı ve kil oranına göre değişimi kantitatif olarak hesaplanmıştır. Ayrıca bazı örneklerin mekanik ve gaz geçirgenlik özelliklerindeki değişimlerin incelenmesiyle de kil dağılım oranları hesaplanmış ve diğer bulgularla uyumlulukları karşılaştırılmıştır. Örneklerin reolojik özelliklerine dayanılarak yapılan hesaplamalara göre PE-g-MA uyumlaştırıcıları ile hazırlanan örneklerde kil dağılım oranının yaklaşık 25 olduğu, OxPE uyumlaştırıcıları ile hazırlanan örneklerde ise uyumlaştırıcının yapısına bağlı olarak 10-17 arasında değiştiği hesaplanmıştır. Örneklerin reolojik davranışlarının modellenmesi ile elde edilen bulgularla uyumlu olarak, hazırlanan nanokompozit örneklerinin elektron mikroskobu (TEM) ile incelenen mikro-yapı analizinde de, PE-g-MA ile hazırlanan örneklerde kil dağılımının OxPE ile hazırlanan örneklere oranla daha iyi olduğu gözlenmiştir. Örneklerin termal ve mekanik özelliklerinde de, bileşimdeki kil ve uyumlaştırıcı oranı ve kil tabakalarının dağılım derecesine bağlı olarak fiziksel iyileşmeler olduğu tesbit edilmiştir. Hazırlanan nanokompozit örneklerinin O2 geçirgenlik testlerinde ise diğer yapısal bulguların aksine OxPE ile hazırlanan örneklerin gaz geçirgenlik değerlerindeki düşmenin, PE-g-MA ile hazırlanan örneklere oranla daha fazla olduğu bulunmuştur. Elde edilen bulgulara ve literatürdeki teorik yaklaşımlara dayanılarak, hazırlanan nanokompozit örneklerin ?mikro yapı-fiziksel özellik? ilişkileri polimer/uyumlaştırıcı, kil/uyumlaştırıcı ve kil/kil etkileşimleri göz önünde bulundurularak ayrıntılı olarak incelenmiş ve reolojik testlerin nanokompozit malzemelerin mikro yapılarını aydınlatmada ve kil dağılımının kantitatif olarak belirlenmesinde hızlı ve kesin sonuçlar veren çok önemli bir karakterizasyon yöntemi olduğu değerlendirilmiştir. Ayrıca polimer/kil nanokompozitlerinin gaz geçirgenlik özelliklerindeki iyileşmeleri açıklayan dolaşımlı yol modelinin deneysel sonuçlarla uyumsuzluğu ve kil dağılım oranlarının hesaplanmasındaki teorik hataların uyumlaştırıcı yapısına ve miktarına bağlı sebepleri tartışılmıştır.

Özet (Çeviri)

In this study, linear low density polyethylene (LLDPE)/org-clay nanocomposites in various compositions were prepared by melt processing method in a twin screw micro-compounder (DACA) using different types of compatibilizers. Some physical properties of the samples were examined in detail. A commercial organo-montmorillonite (org-mmt, Cloisite® 20A) as organo-clay and two of maleic anhydride grafted polyethylenes (PE-g-MA) having different maleic anhydride graft ratio and three of low molecular weight oxidized polyethylene (OxPE) having various acid number were used as compatibilizers. Structural characterization and physical properties of the samples were carried out with a small amplitude ossilatory shear rheometer (ARES), Wide Angle X-Ray Diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetry (TGA), Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Universal Tensile Test methods. Furthermore, O2 permeability of some samples were tested. Applying various rheological models on the data obtained from the detailed rheological investigation of the samples in linear viscoelastic region, aspect ratio of the clay layers were determined quantitatively depending on the compatibilizer structure, amount of clay and sample composition. Moreover, the clay aspect ratios of some samples were also determined by investigating the mechanical and gas barrier properties of the samples and compared with the values obtained from the other characterization methods. It was found that the average aspect ratio value of the clay layers is about 25 for the sample series prepared with the PE-g-MA used as compatibilizer and between 10-17 for the sample series prepared with the OxPE depending on the compatibilizer structure. In consistent with the results obtained from rheological modelling of the clay aspect ratio, it was also observed from the TEM analysis of the samples that the clay dispersion in the sample series of PE-g-MA compatibilizers is better than those of the OxPEs. It was seen that the thermal and mechanical properties of the nanocomposite samples are significantly enhanced with increasing of the clay and compatibilizer loading and dispersion of the clay layers. Interestingly, nanocomposite samples prepared with the OxPE showed better improvements than those prepared with the PE-g-MA in gas barrier properties of the samples. Based on the data obtained and the theoretical approaches in literature, ?structureproperty relationships? of the samples were evaluated in detail taking into account of the polymer/compatibilizer, filler/compatibilizer and filler/filler interactions. As a result, it was considered that investigation of the rheological behavior of polymer/clay nanocomposites is a very crucial characterization method to quantify clay dispersion into polymer phase and characterize the micro-structures of the samples. Moreover, contradictions between the assumptions of the theoretical ?tortuous path? model which defines the improvements in gas barrier properties of the polymer/clay nanocomposites and experimental results were discussed.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    834722

    Şekil hafızalı ve iletken termoplastik esaslı elektroaktif nanokompozitlerin hazırlanması

    Preparation of shape memory and conductive thermoplastic based electroactive nanocomposites

    MERVE DOĞU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ DURMUŞ

  2. Tez No

    305909

    Reaktif ekstrüzyon yöntemiyle polipropilen/fonksiyonel kopolimer/organik montmorillonit kil nanomalzemelerin hazırlanması

    Preparation of polypropylene/functional copolymer/organo-montmorillonite clay nanomaterials by reactive extrusion

    EREN ALTUNGÖZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Kimya MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ERDOĞAN ALPER

    PROF. DR. M. O. ZAKİR RZAYEV

  3. Tez No

    390538

    Karbon dolgulu sikloolefin kopolimer nanokompozit gaz ayırma membranların hazırlanması

    Preparation of cycloolefin copolymer nanocomposite gas seperation membranes filled with carbon-based fillers

    MERVE DOĞU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. NEVRA ERCAN

  4. Tez No

    295153

    Farklı poliolefin / kil nanokompozit malzemeler ile üretilen ambalajların diyet bisküvilerin kalitesine etkisinin belirlenmesi

    Determining effect of films produced with different polyolefin/clay nanocomposites on the quality of sugar-free bran biscuits

    TOLGA KANKAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Gıda MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ATIF CAN SEYDİM

  5. Tez No

    743939

    Çevre dostu su bazlı poliüretan nanokompozit verniklerin geliştirilmesi ve film özelliklerinin incelenmesi

    Development of eco-friendly water-based polyurethane varnish and investigation of film properties

    SONGÜL DUZAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova Üniversitesi

    Polimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ YASEMİN TAMER

Geri Dön