Photo-oxidative degradation of ABS copolymer
ABS polimerinin foto-oksidative bozunması
- Tez No: 255818
- Danışmanlar: PROF. DR. CEVDET KAYNAK, PROF. DR. TEOMAN TİNÇER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: ABS, UV yaşlandırması, foto-oksidatif bozunma, UV ışık kararlı kılıcısı, ABS, UV-aging, photo-oxidative degradation, yellowing, light stabilizers
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Poli(Akrilonitril-Bütadien-Sitiren) (ABS) en revaçta olan mühendislik plastiklerindendir. ABS elastomerik bütadienin sert amorf sitiren ile yarı kristal yapı gösterebilen akrilonitril kopolimeri içinde dağılımı ile elde edilir. ABS özellikle polibütadien fazının içerdiği çift bağlar nedeniyle UV ışınları altında oksidatif bozunmaya karşı çok duyarlıdır. Foto-oksidatif bozunma süresince kromofor grupları oluşmaktadır. Oluşan kromoforlar fotokimyasal bozunmayı hızlandırmakta ve bir süre sonra polimerde sararma gözlenmektedir.Bu çalışmada UV ışın yoğunluğu ile sararma ve oksidatif bozunma arasındaki ilişki incelenmiştir. Saf ABS'de yapılan bu çalışmada UV ışık yoğunluğunun 800?W/cm2'den 2800?W/cm2 `ye çıkmıştır. Bu durum neticesinde ABS'deki sararma yaklaşık olarak 27 kez artmıştır.Bu çalışmada üç değişik UV-ışık kararlı kılıcısı, IRGANOX 1076 (sterik olarak engellenmiş fenolik antioksidant), TINUVIN P (hidrolik olarak fosfitli kararlı kılıcı) ve IRGAFOS 168 (hidroksi-fenolbenztriazol) ayrı ayrı veya karışım olarak kullanılmıştır. Saf ABS, UV ışık kararlı kılıcı içeren ABS ve ticari ABS örnekleri aynı UV ışığı altında yaşlandırılmıştır. UV yaşlandırması UV ışınlaması zamanınakarşı örneklerde renk değişimi (sararma olarak) takip edilmiştir. Bu renk değişimi Coloreye-XTH spectrometre cihazı ile, kimyasal bozunma ise FTIR'da analiz edilerek ABS'nin matriksindeki karbonil gruplardaki artışlar takip edilmiştir.Hem renk değişimi hem de FTIR ile takip edilen foto-oksidatif bozunma sonucunda fosfitli ve fenollü kararlı kılıcıların ABS için en uygun olduğu belirlenmiştir.Sararma yoğunlukla örneklerin yüzeyinde gerçekleştiğinden yeni bir set ABS örnekleri hazırlanarak bunların yüzeyine nebati yağ sürülmüştür. Yüzeyleri yağlanan bu örnekler 700 saat kadar UV lambası altında yaşlandırılmıştır. Bu örneklerin sararma oranları daha önce 500 saat UV ışığına maruz bırakılan örnekler ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmada yüzeyine yağ uygulanan ABS örneklerinin daha az sararmış olduğu görülmüştür. Bu da yağın UV ışığına ve oksijene karşı koruyucu bir tabaka gibi görev yaptığını ve foto-oksidatif bozunmayı yavaşlattığını göstermektedir.Son olarak ticari ABS örnekleri arasında foto-oksidatif bozunmaya karşı dayanıklılık açısından bir karşılaştırma yapılmak istenmiş, kendi aralarında K, L, A, B, C ve D olarak adlandırılan bu örnekler 500 saat süre ile UV ışığına maruz bırakılmıştır. Ticari ABS örneklerinde en az sararma A örneğinde gerçekleşmiştir.
Özet (Çeviri)
Acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) polymer is one of the most popular copolymer having an elastomeric butadiene phase dispersed in rigid amorphous styrene and semi-crystalline acrylonitrile. Due to double bonds in the polybutadiene phase, ABS copolymers are very sensitive to photo-oxidative degradation. Photo-oxidation of butadiene rubber phase results in the formation of chromorphores and these chromorphores act as initiators in photo-oxidative degradation and after a while ABS starts yellowing.In this work, the relationship between the UV light and the yellowing of ABS samples was also investigated with respect to time. In this study, pure, light stabilized and commercial ABS samples were aged under UV light. As the UV light intensity increased from 800 to 2800 ? W/cm2, yellowing of the samples were increased for pure ABS. This increase in yellowing of the samples was about 27 times higher compared to lower energy.In this study, UV stabilizers IRGANOX 1076 (sterically hindered phenolic antioxidant), IRGAFOS 168 (hydrolycally stable phosphite stabilizer) and TINUVINP (hydroxyphenol benzotriazole) were used alone or in combination with each other. Pure ABS samples, commercial ABS samples and UV stabilized ABS samples wereaged under the same UV light. UV aging degradation was followed by measuring the yellowness of the samples at certain time intervals. Yellowness of the samples was followed by using Coloreye XTH Spectrometer. Degradation in ABS, however, was followed by using FTIR with an increase in the peak area of carbonyl groups in the ABS matrix.Both color analysis and the FTIR analysis showed that combination of the IRGANOX 1076 and IRGAFOS 168 stabilizers gave the best stabilization. This revealed that combination of phenol and phosphate containing stabilizer is the most useful combination to prevent photo-oxidative degradation of ABS copolymer.Additionally, vegetable oil was applied to the surface of a new set of ABS samples and these samples were aged for 700 h. Yellowing tendency of these samples was compared with the yellowing tendency of ABS samples that are directly aged for 500 h. It was clearly observed that samples with oil smeared had more resistance to UV radiation with respect to others. This shows that oil acts protective layer to the UV light and oxygen and slow down the photo-oxidative degradation.Lastly some commercial ABS samples were compared to each other with respect to their yellowing tendency. Commercial ABS samples coded as K, L, A, B, C and D were aged under UV light at about 500 h. Sample A showed the best resistance against the yellowing among the other commercial ABS samples.
Benzer Tezler
- Seçilmiş polimerik otomotiv dış malzemeleri bazında hızlı yaşlandırmalar ve Türkiye'de doğal yaşlandırma arasındaki korelasyonun araştırılması
Investigation of correlation of accelerated weatherings and natural weathering in Turkey for selected polymeric automotive exterior materials
FATMA FİLİZ YILDIRIM
Doktora
Türkçe
2022
Otomotiv MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YILDIRIM
PROF. DR. MUSTAFA ERDEM ÜREYEN
- Doğal lif takviyeli kompozitlerde lif / matris ara yüzey iyileştirme çalışmaları ve çevresel koşullara göre karakterizasyonu
Fiber / matrix interfacial improvement techniques and characterization due to environmental conditions for natural fiber reinforced composites
MEHMET SAFA BODUR
Doktora
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BAKKAL
- Modeling the photo-oxidative degradation mechanisms of thiophene in boron-containing oligothiophenes and the ignition reactions of hypergolic propellants
Boron içeren oligotiyofenlerdeki tiyofenin foto-oksidatif bozunma mekanizmalarının ve hipergolik yakıtların yanma tepkimelerinin modellenmesi
OĞUZHAN KUCUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
KimyaBoğaziçi ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. ŞARON ÇATAK
PROF. DR. VİKTORYA AVİYENTE
- TiO2 ince filmlerin fotokatalitik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of photocatalytic properties of TiO2 thin films
ALİ ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUAT PAT
- K-asit'in foto-fenton ileri oksidasyonunun modellenmesi, optimizasyonu ve toksisitelerinin incelenmesi
Photo-fenton advanced oxidation of aqueous K-acid: Process modelling, optimization and investigation of toxicities
ARZU BETÜL YALABIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İDİL ARSLAN ALATON