Degradation of EPDM via gamma irradiation and possible use of EPDM in radioactive waste management
EPDM ter-polimerinin gama radyasyonu ile bozunması ve EPDM ter-polimerinin radyoaktif atık yönetiminde olaıi kullanımı
- Tez No: 269004
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TONGUÇ ÖZDEMİR, PROF. DR. ALİ USANMAZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
Bu çalışmada EPDM ter-polimerinin gama ışınımı ile bozunması ve EPDM ter-polimerinin radyoaktif atık yönetiminde olası kullanımı araştırılmıştır. EPDM ter-polimerinin radyasyon kararlılığı ve radyoaktif atık yönetiminde olası kullanımının belirlenmesinde; doz hızı (yüksek ve düşük), ışınlanma ortamı (suda ve havada) ve formülasyonda kullanılan katkı maddelerinin etkileri (karbon siyahı, proses yağı, çarpraz bağlayıcı) analiz edilen parametrelerdi.Farklı oranlarda ve çeşitlerde çarpraz bağlayıcı içeren 3 farklı EPDM örneği iki değişik doz hızında (993 Gy/s, 54 Gy/s) suda-susuz ortamda 2163 kGy (yüksek doz) ve 1178 kGy (düşük doz)'e kadar ışınlanmıştır. Düşük doz ışınlamalarda, son örnek 2,5 yıl ışınlanmıştır ki bu süreye EPDM elastomerinin radyasyon ile bozunması konusunu içeren çalışmalarda bugüne kadar rastlanmamıştır. Işınlanan EPDM örneklerinin karakterizasyonu mekanik (gerilme, sertlik, sıkıştırma), dinamik mekanik (DMA), termal (TGA-FTIR) ve yapısal (ATR-FTIR, SEM, XRD) testler ile yapılmıştır. EPDM ter-polimerinin radyasyona ne kadar dayanabildiğinin ve hangi doz hızındaki radyoaktif atıkların 300 yıl süre ile EPDM polimerinde sabitlenmesinin tahmini için yüksek doz ışınlamalar, EPDM ter-polimerininin gama ışınımı ile oluşan yapısal değişikliklerinin, termal kararlılığının, oksijen etkisinin ve hangi reaksiyon türünün (çarpraz bağlanma, zincir kırılması) ışınlanan örneklerde baskın olarak gerçekleştiğinin belirlenmesi için ise düşük doz ışınlamalar gerçekleştirilmiştir.Yapılan çalışmaların sonuçlarına göre, EPDM polimerinin termal özelliklerinde iyileşme, elastik özelliklerinde ise gerileme kaydedilmiştir. Buna ek olarak, yapısal değişiklikler, ATR-FTIR, SEM ve XRD analizlerinde görüntülenmiştir. Mekanik testler, alifatik ve aromatik çarpraz bağlayıcı içeren EPDM örneklerinin 3750 ve 3955 kGy'e kadar dayanabileceğini göstermiştir. 1178 kGy (düşük doz)'e kadar, gama ışınımının, EPDM ter-polimerinin yapısında çok büyük miktarlarda değişikliklere uğratmadığı ATR-FTIR analizlerinde gözlemlenmiştir.Bu çalışmada kullanılan EPDM ter-polimer örneklerinin gama ışınımına karşı dayanıklı oldukları ve bundan dolayı radyoaktif atıkların şartlandırılmasında kullanımlarının olası olduğu anlaşılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, degradation of ethylene propylene diene terpolymer (EPDM) via gamma radiation and possible use of EPDM in radioactive waste management were investigated. In estimation of radiation stability and possible use of EPDM in radioactive waste management, dose rate (both high and low), irradiation environment (in water and in air), additives (carbon black, zinc oxide, plasticizer) used in formulation, peroxide type (either aliphatic or aromatic) and content were parameters which were analyzed.Three EPDM samples having different peroxides were irradiated in water and in air with two different dose rates (993 Gy/h, 54 Gy/h) to 2163 kGy (for high dose rate) and 1178 kGy (for low dose rate). Irradiation periods for low dose rate were 2.5 years (last sample) which have not been observed in literature. Characterization of irradiated EPDM samples were done by mechanical (tensile, hardness, compression), dynamic mechanical (DMA), thermal (TGA-FTIR) and morphological (ATR-FTIR, XRD, SEM) tests. High dose rate irradiations were done in predicting how far EPDM resist to radiation and which dose rate emitted waste can be immobilized and stored in EPDM for 300 years. Low dose rate irradiations were carried out in determining morphological changes in structure, thermal stability, oxygen effect and types of reactions (crosslinking, chain scisson) which were dominant in irradiated samples.According to the test results, improvement in thermal properties and decrease in elasticity on EPDM via radiation were recorded from thermal and mechanical tests respectively. Moreover, structural changes were monitored from ATR-FTIR, SEM and XRD analysis. Mechanical tests showed that irradiated EPDM samples, which were differentiated with respect to peroxide type (aliphatic, aromatic), could resist up to total absorbed doses of 3750 kGy and 3955 kGy respectively. Up to 1178 kGy in low dose irradiation, there were not much structural changes, which were observed in ATR-FTIR analysis, in EPDM chain.It was concluded that EPDM rubber used in this study were radiation stable polymer so that they could possibly be used in conditioning of radioactive waste.
Benzer Tezler
- Accelerated aging of elastomers in aqueous media
Çözelti ortamında elastomerlerin hızlı yaşlandırılması
EKREM İNALER
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEOMAN TİNÇER
- Preparation and physical characterization of clay/EPDM nanocomposites
Kil/EPDM nanokompozitlerinin hazırlanması ve fiziksel karakterizasyonu
ÇİÇEK KARŞAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Mühendislik Bilimleriİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LÜTFİ ÖZYÜZER
DOÇ. DR. METİN TANOĞLU
- Haloysit nanotüp dolgu malzemesi ile termoplastik ve termoplastik elastomer polimer matris kompozit malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of halloysite filled thermoplastic and thermoplastic elastomer composite materials
TUĞÇE ÖNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ÖZKAL
- Partial replacement of epdm by devulcanized rubber in thermoplastic vulcanizates based on PP / EPDM: effect of devulcanized rubber, EPDM / PP ratio, and compatibilizer
PP / EPDM termoplastik vulkanizatlarda epdm'in devulkanize kauçuk ile kısmi yer değiştirmesi: Devulkanize kauçuk, EPDM / PP oranı ve uyumlaştırıcı etkisi
BESTE PAMUKOĞULLARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ÖZKAL
- Karbon siyahı/yağ ve karbon siyahı/dolgu maddesi oranının farklı vulkanizasyon sistemlerinde epdm, nbr ve sbr elastomerlerinin fiziko-mekaniksel özellikleri üzerine etkisi
The effect of carbon black/oil and carbon black/filler ratio on the physico-mechanical properties of epdm, nbr ansd sbr elastomers at different vulcanization systems
SEHER ERKEK