Production and characterization of boron containing flame retardant polyamide-6 and polypropylene composites and fibers
Bor içeren güç tutuşur polamid-6 ve polipropilen kompozitlerin ve liflerin üretilmesi ve karakterizasyonu
- Tez No: 285608
- Danışmanlar: PROF. DR. ERDAL BAYRAMLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 220
Özet
Bu çalışmanın ana amacı borlu bileşik içeren güç tutuşur poliamid-6 (PA-6) ve polipropilen (PP) kompozitlerin ve liflerin üretilmesiydi. Borlu bileşiklerin (bor ve silicon içeren oligomer (BSi), çinkoborat (ZnB), borfosfat (BPO4), metal doplanmış BPO4 ve lantan borat (LaB)) geleneksel güç tutuşurluk maddeleriyle yanmazlık üzerine sinerjik etkileri incelenmiştir. Nano-kilin geleneksel güç tutuşurluk maddeleriyle olan sinerjik etkileri de lif uygulamalarında önemli olan güç tutuşurluk madde miktarını azaltmak için incelenmiştir. UL-94, sınırlayıcı oksijen indeksi (LOI), diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC), termal gravimetrik analiz (TGA), fourier dönüşümlü kızılötesi spektrometre (FTIR) ve konik kalorimetre testleri sinerjik etki için kullanılan maddelerin ticari güç tutuşurluk maddesi içeren PA-6 ve PP kompozitlerin termal ve güç tutuşurluk özelliklerini incelemek için değişik şekillerdeki kompozit malzemelere uygulanmıştır.Kompozit malzeme denemelerinden çıkarılan sonuçlara göre, borlu bileşikler ve kil, oluşan kül tabakasının koruyucu etkisini artırarak ve/veya külleşme miktarını artırarak kondens faz üzerinden etki göstererek, fosfor esaslı güç tutuşurluk maddeleri ile sinerjik etki göstermiştir.Geçmişte yapılan çalışmalardan esinlenerek, ilk başta sadece nano boyuta sahip BPO4 içeren lifler üretilmiş ve karakterize edilmiştir. Kompozit malzeme denemelerinden elde edilen sonuçların ışığında, borlu bileşikler ve kil, güç tutuşur lif üretmek için fosfor esaslı güç tutuşurluk maddeleriyle birlikte kullanılmıştır. Lif numunelerinin karakterizasyonu mekanik test, erime akış indeksi ölçümleri (MFI), TGA, DSC, SEM and Mikro Yanma Kalorimetre (MCC) testleri ile yapılmıştır.Lif numunelerinden elde edilen sonuçlara göre, BPO4 ilavesi saf PA-6 ve PP liflerinin maksimum ısıl salınım değerini (PHRR) düşürmüştür. PA-6'daki düşüş miktarı külleşme yeteneğinden dolayı PP'e göre daha yüksek olmuştur. Borlu bileşikler ve kilin fosfor esaslı güç tutuşurluk maddeleriyle kullanılması maksimum (PHRR) ve toplam ısıl salınım (THR) değerlerinin daha da düşmesine ve külleşme miktarının artmasına neden olmuştur. PHRR ve THR değerlerindeki düşme yaklaşık 40 micron kalınlığındaki liflerin termal olarak ince olmasından dolayı çok yüksek olmamıştır. Üretilen bu liflerden kumaş yapıldığında lif numunelerine göre daha kalın olduğundan daha iyi güç tutuşur özellik göstereceği aşikardır
Özet (Çeviri)
The main objective of this study was to produce flame retardant polyamide-6 (PA-6) and polypropylene (PP) composites and fibers containing boron compounds. The synergistic effect on flame retardancy of boron compounds (boron silicon containing oligomer (BSi), zinc borate (ZnB), boron phosphate (BPO4), metal oxide doped BPO4 and lanthanum borate (LaB)) with conventional flame retardants were investigated. The synergistic effect of nano-clay with commercial flame retardants was also investigated in order to reduce the total amount of flame retardant that is essential for fiber applications. The UL-94, limiting oxygen index (LOI), differential scanning calorimeter (DSC), thermal gravimetric analysis (TGA), fourrier transform infrared spectroscopy (FTIR) and cone calorimeter tests were conducted on composite materials in order to investigate the effect of synergy agents on the flame retardant and thermal properties of conventional flame retardant containing PA-6 and PP composites.According to the results from composite materials, boron compounds and clay showed synergistic effect with phosphorus based commercial flame retardants by acting generally with a condensed phase mechanism by increasing the char formation and/or by increasing the barrier effect of the final char residue.Inspired from the previous studies, firstly, only nano-sized BPO4 containing flame retardant fibers were produced and characterized. In the view of the results obtained from the composite trials, the boron compounds and organo clay were used with phosphorus based flame retardants to produce flame retardant fibers. The characterization of fiber samples were made with mechanical testing, melt flow index measurements (MFI), TGA, DSC, SEM and Micro Combustion Calorimeter (MCC) tests.According to the results from fiber samples, the inclusion of BPO4 reduced the peak heat release rate of the pure PA-6 and PP fiber. The reduction for PA-6 is higher than the PP fiber due to char forming character of PA-6. The usage of boron compounds and clay with phosphorus based flame retardants caused further reduction of peak heat release rate (PHRR) and total heat release values and increased the char formation. The amount of reduction of PHRR and total heat release (THR) is not so much due to the thermally thin character of fiber samples of nearly 40 microns. It is evident that a fabric made with these fibers will show better flame retardant behavior than single fiber tests due to its thick character with respect to the fiber samples.
Benzer Tezler
- Odun polimer kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Manufacture and characterization of wood polymer composites
DAMLA KARADAYI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Ağaç İşleriMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF VARGÜN
- Farklı bor kimyasalları ve gomalak içeren inşaat boyalarının termal ve fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of thermal and physical properties for construction dyes containing different boron chemicals and shellac
ABDULLAH BİLAL ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANİFİ SARAÇ
- Üre-formaldehit reçinesi kullanılarak üretilen yonga levhalara farklı alev geciktiricilerin etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of different flame retardants on particle boards produced using urea-formaldehyde resin
NUR GÜMÜŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Polimer Bilim ve TeknolojisiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ DOĞANCI
- Bigadiç kolemanit konsantrelerinin yapısal seramik üretiminde alüminaya katkısının incelenmesi
The investigation of the effect of colemanite addition on alumina in the production of structural ceramics
EMİN CANER NALBANT
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiCevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAYRÜNNİSA ATEŞOK
DOÇ. DR. BURAK ÖZKAL
- Synthesis and characterization of silicate nanocomposites containing polyurethane/cyclohexanone formaldehyde copolymers
Silikat nanokomposit içeren poliüretan/siklohekzanon formaldehit kopolimerlerin sentezi ve karakterizasyonu
GÜLÜZAR ÇİÇEK MÜJDECİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN