Effects of nanoadditives and different conventional flame retardants on the flammability of polystyrene
Nanokatkı malzemeleri ve farklı geleneksel alev geciktiricilerin polistirenin alevlenme davranışına etkileri
- Tez No: 313848
- Danışmanlar: PROF. DR. CEVDET KAYNAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 173
Özet
Bu tezin dört amacı vardır. Bunlardan ilki, nanokillerin (NC) polisitren'in (PS) alevlenme davranışına olan etkilerini araştırmaktır. İkinci amaç ise nanokillerin geleneksel fosfor bazlı alev gecitirici; trifenil fosfat (TPP) ve sinerjisti melamin siyanürat'ın (MCA) alevlenme dayanımı performansına katkılarını araştırmaktır. Üçüncü amaç olarak, nanokillerin bir başka geleneksel halojenli alev gecitirici; bromlu epoksi polimer (BE) ve sinerjisti antimon trioksit'in (AO) alevlenme dayanımı performansına katkıları araştırılmıştır. Dördüncü amaç olarak ise, bir başka nanokatkı malzemesi; karbon nanotüpün (CNT) tek başına ve BE-AO alev geciktirici sistemi ile birlikte PS'nin alevlenme davranışına olan etkileri araştırılmıştır.Malzemeler ?çözelti karıştırma? yöntemi ile üretilmiştir, test numuneleri ise basınçlı kalıplama ve enjeksiyon kalıplama yöntemleri ile şekillendirilmiştir. Alevlenme davranışları, Kütle Kaybı Konik Kalorimetre (MLC), Oksijen Limiti İndeksi (LOI) ve UL- 94 Dikey Yanma testleri ile incelenmiştir. Bu tez için gerekli olan diğer karakterizasyon teknikleri ise; X-ışını kırınımı analizi, taramalı ve geçirimli elektron mikroskobu, termogravimetrik analiz ve çekme testleridir.Nanokillerin PS'nin alevlenme dayanımını kütle ve ısı transferine engel olan güçlü kül bariyer katmaları oluşumu sağlayan ?katı faz? mekanizması ile önemli ölçüde geliştirdiği gözlenmiştir.Nanokillerin geleneksel alev geciktirici TPP-MCA ve BE-AO sistemleri ile birlikte kullanımında , alevlenme dayanımı parametrelerinin daha da iyileştiği gözlenmiştir. Bunun nedeni nanokillerin ?katı faz mekanizması? ile geleneksel alev geciktiricilerinin ?gaz fazı mekanizması?nın birlikte yarattığı ?sinerjik etki?den kaynaklanmaktadır.Nanokatkı malzemesi olarak karbon nanotüplerin kullanımı da PS'nin alevlenme dayanımında iyileşmelere neden olmuştur. Fakat CNT'nin ?katı faz mekanizması?nın, NC kadar etkili olmadığı gözlenmiştir. Bunun nedeni olarak, bariyer oluşumu için çok etkin olan 2D geometriye (NC) kıyasla, 1D geometrinin (CNT) daha az etkin olması gösterilebilir.Bu tezde ek amaç olarak, PS-nanokil kompozitlerinin üretiminde kullanılan karıştırma yöntemlerinin etkisi incelenmişitir. ?çözelti karıştırma? yöntemine kıyasla ?yerinde polimerizasyon ? yönteminin alevlenme dayanımı parametrelerine etkisinin daha zayıf olduğu görülmüştür. Bunun temel nedeni polimerizasyon sırasında sistemde kalan monomer ve oligomerler olabilir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, there were four purposes. The first one was to investigate effects of nanoclays (NC) on the flammability behavior of polystyrene (PS). The second purpose was to investigate contribution of nanoclays to the flame retardancy performance of conventional phosphorus based flame retardant; triphenyl phosphate (TPP) and its synergist melamine cyanurate (MCA). For the third purpose contribution of nanoclays to the flame retardancy performance of another conventional halogenated flame retardant; brominated epoxy polymer (BE) and its synergist antimony trioxide (AO) was investigated. As the fourth purpose, effects of another nanoadditive; carbon nanotubes (CNTs) on the flammability behavior of PS with and without BE-AO flame retardant system was investigated.Materials were prepared via ?solution mixing? method, while test specimens were shaped by compression and injection molding. Flammability behaviors were investigated by Mass Loss Cone Calorimeter (MLC), Limiting Oxygen Index (LOI) and UL-94 Vertical Burning tests. Other characterization techniques required in this thesis were; X-ray diffraction analyses, scanning and transmission electron microscopy, thermogravimetric analyses and tensile tests.It was revealed that use of nanoclays improved flame retardancy of PS significantly, mainly with ?condensed phase? mechanism via formation of strong char barrier layers inhibiting mass and heat transfer.When nanoclays were used together with conventional flame retardant systems TPP-MCA and BE-AO, flame retardancy parameters improved further, this time due to the ?synergistic action? of ?condensed phase mechanism? of nanoclays and ?gas phase mechanism? of the conventional systems.Use of carbon nanotubes also resulted in improvements in the flame retardancy of PS. However, ?condensed phase mechanism? of CNTs were not as effective as the NCs, which might be due to the lower performance of 1D geometry (CNTs) compared to higher efficiency of 2D geometry (NC) in barrier formation.As an additional purpose, effects of mixing methods in the production of PS-Nanoclay composites were also investigated. It was seen that compared to ?solution mixing? use of ?in-situ polymerization? resulted in poorer flame retardancy parameters that might basically be due to residual monomers or oligomers left during polymerization.
Benzer Tezler
- Nanosilika katkılı geleneksel betonların mekanik ve elastik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical and elastic properties of traditional concrete nanosilica
ESEN ÖNDER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN NURİ ATAHAN
- Köprü tabliye uygulamalarında kullanılmak üzere nano modifiye edilmiş çimento bağlayıcılı kompozitlerin tasarlanması
Design of nano-modified cementitious composites for bridge deck application
YAZIN ABDULILAH MOSTAFA AL- NAJJAR
Doktora
İngilizce
2017
İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA GÜNAL
- Nano molibden disülfit katkılı bitkisel esaslı kesme sıvısı kullanılarak minimum miktarda yağlama ile alüminyumun frezelenmesinde işlem parametrelerinin talaş kaldırma performansına etkilerinin incelenmesi
The effects of using nano MoS2 additives MQL on milling performance in machining operation of aluminum
DERVİŞ BERK CÖNGER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN ALTAN
- Özellikleri nano boyutta modifiye edilmiş yüksek hacimde uçucu kül içeren tasarlanmış çimento bağlayıcılı kompozitler
Engineered cementitious composites that contains high volume fly ash and has properties modified on nano scale
ÜMİT EROL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
İnşaat MühendisliğiGazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN
- An experimental and numerical study on the effects of nanoadditives and material extrusion parameters on the mechanical and flexural characteristics of ABS/PVC blend polymer core sandwich panels
ABS/PVC karışık polimer çekirdekli sandviç panellerin mekanik ve eğılme karakteristikleri üzerine nano katkı maddeleri ve malzeme ekstrüzyon parametrelerinin deneysel ve sayısal incelemesi
DENİZ GÜRAY GENCAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MIRSADEGH SEYEDZAVVAR
PROF. DR. CEM BOĞA