Geri Dön

Synthesis and characterization of poly(ether/ester) based thermoplastic elastomer nanocomposites

Poli(eter/ester) bazlı termoplastik elastomerler nanokompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu

  1. Tez No: 338596
  2. Yazar: FADİLE EZEROĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ÜLKÜ YILMAZER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 186

Özet

Bu çalışmanın üç amacı, yumuşak segment ve sert segment kompozisyonlarını değiştirerek Polibutilenterefitalat (PBT) ve Polietilenglikol (PEG) bazlı Poli(eter/ester) (PEE) sentezlemek ve sert segment uzunluğunun yapı üzerindeki etkisini doğrulamak; eş zamanlı polimerizasyon yöntemiyle PEE nanokompozitleri sentezlemek ve polimer matrisine farklı oranlarda modifiye edilmiş kilin katılmasının etkilerini incelemek; üçüncü olarak eriyik karıştırma yöntemi ile PEE nanokompozitleri hazırlamak ve eş zamanlı polimerizasyon yöntemi ile eriyik karıştırma yöntemini mekanik ve ısıl özellikler ile morfoloji açısından incelemektir. Bu açıdan, önce sıcaklık ve tranesterifikasyon sürelerine göre optimum reaksiyon koşulları belirlenmiştir.Ağırlıkça %37 ile % 75 arasında değişen oranlarda PBT içeren PEE?ler iki farklı reaksiyon prosedürüne: sabit transesterifikasyon süresine ve sabit hacim oranına göre sentezlenmiştir. Sabit hacim oranı prosedürü mekanik özellikler ve moleküler ağırlık açısından daha iyi sonuç verdiğinden bu prosedür, nanokompozitlerin eş zamanlı hazırlanması için de kullanılmıştır. Sentezlenen polimerler FTIR-ATR analizi ile karakterize edilmiştir. Ağılıkça %57 ve %75 PBT içeren PEE?ler gerilme direnci ve uzama değerlerine göre daha iyi mekanik özellikler gösterdiğinden, %0.1, %0.3 ve %0.5 oranında modifiye kil içeren nanokompozitler hem eş zamanlı polimerizasyon hem de eriyik karıştırma yöntemine göre hazırlanmıştır. %37 ve % 49 oranında PBT içeren PEE nanokompozitler ise sadece eriyik karıştıma yöntemine göre hazırlanmıştır. Yapı ve özellikleri arasındaki ilişki mekanik, ısıl ve morfolojik analizler ile araştırılmıştır. Analizlerde kullanılmak üzere numuneler enjeksiyonlu kalıplama yöntemi ile hazırlanmıştır. Katkısız PEE?lerde, PBT ağırlık oranı arttıkça mekanik özellikler artmıştır. PBT ağırlık oranının artmasıylaPBT?nin erime sıcaklığının arttığı, PEG?in ise camsı geçiş sıcaklığının çok fazla etkilenmediği DSC analizinde gözlemlenmiştir. % 37 PBT içeren PEE nanokompozitlerde, çekme direnci ve uzama (%) açısından mekanik özelliklerde bir iyileşme sağlanmamıştır. %49 PBT içeren PBT nanokompozitler açısından, kilin eklenmesi mekanik özelliklerin düşmesine sebep olmuştur. %57 PBT içeren PEE nanokompozitler dikkate alındığında, kil katma, gerilme direnci ve uzama (%) gibi mekanik özellikleri modifiye kil oranı arttıkça her iki metotta da iyileştirmiştir ve en iyi sonuçlar % 0.5 kil oranı ile elde edilmiştir. %75 PBT içeren PEE nanokompozitleri söz konusu olduğunda, % 0.1 modifiye organik kil yüklenmiş ve eş zamanlı polimerizasyon metodu ile hazırlanmış nanokompozit en iyi gerilme direncini vermiştir. Eriyik karışım metodu ile hazırlanmış nanokompozitler arasında, en yüksek gerilme direnci %0.3 kil içeren PEE nanokompozitin mekanik analizi sonucu elde edilmiştir. % 37, 49 ve 57 oranlarına sahip PEE nanokompozitlerinin DSC analiz sonuçlarına göre, kileklenmesi PBT?nin kristallenmesini sınırlandırdığı için PBT?nin erime noktasını düşürmüştür. Bununla birlikte, %75 PBT içeren PEE nanokompozitleri için, kil eklemenin PBT?nin erime sıcaklığında önemli bir etkiye sahip olmadığı gözlemlenmiştir. Polimer içinde kil parçacıklarının dağılımını tartışmak için X Işını kırınımı, SEM ve TEM analizleri kullanılmıştır. Bu analiz sonuçları, silikat katmanlarının dağılımı açısından hem %57 hem de %75 PBT içeren PEE?lerde, eş zamanlı polimerizasyon yönteminin eriyik karıştırma yönteminden daha iyi olduğuna işaret etmiştir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, there are three goals; to synthesize Poly(ether/ester)s (PEEs) based on Poly(butyleneterephthalate) (PBT) and Poly(ethylene glycol) (PEG) by changing the soft segment / hard segment compositions and investigate the influence of hard segment length on the structure, to synthesize PEE nanocomposites by in-situ polymerization and observethe effects of introduction of modified organoclay at different ratios to the polymer matrix, and thirdly, to prepare PEE nanocomposites by melt intercalation, and to compare in situ polymerization and melt intercalation methods in terms of mechanical, and thermal properties and morphology. First the optimum reaction conditions were determined based on the temperature and duration of transesterification. PEEs with different PBT weight ratios varying from 37 wt% to 75 wt% were synthesized according to two different reaction procedures, namely, constant transesterification time and constant volume ratio of methanol collected. The procedure with constant volume ratio gave higher mechanical properties and molecular weight, and it was alsoapplied for in-situ polymerization of nanocomposites. The synthesized polymers were characterized by FTIR-ATR analysis. PEEs with 57 wt% PBT and75 wt% PBT showed better tensile strength and elongationat fracture, thus, nanocomposites of these polymers containing 0.1%, 0.3% and 0.5% modified organoclay were prepared by both in-situ polymerization and melt intercalation methods whereas the PEE nanocomposites of 37 wt% PBT and 49 wt% PBT were obtained only by melt intercalation. The structure-properties relationships were examined by mechanical, thermal and morphological analyses.Specimens for analysis were prepared by injection molding. For neat PEEs, the increase in weight content of PBT resulted in better mechanical properties. Melting point of PBT increased with increasing PBT as observed in DSC curves, while the glass transition temperature of PEG was not significantly affected. For PEE nanocomposites with 37 wt% PBT, mechanical properties were not improved considering tensile strength and elongation at fracture. In the case of 49 wt% PBT nanocomposites, addition of modified organoclay resulted in lower mechanical properties. Considering PEE nanocomposites with 57 wt% PBTin both two methods, the addition of modified organoclay improved the mechanical properties such as tensile strength and elongation at fracture with the increase of organoclay wt%, and the best results were obtained with 0.5 wt% organoclay loading. 75 wt%PBT PEE nanocomposites with 0.1 wt% modified organoclay loading which were synthesized by in-situ polymerization gave better result than the neat polymer in terms of tensile strength. Among the nanocomposites which were prepared by melt intercalation, the highest tensile strength was obtained in PEE with 0.3 wt% organoclay loading. DSC analysisof PEE nanocomposites with 37, 49 and 57 wt%PBT showed that with the addition of organoclay, melting point of PBT decreases due to restricted crystallinity of PBT. However, it was observed that for PEE nanocomposites of 75 wt% PBT, addition of organoclay does not have a significant effect on the melting point of PBT. In order to discuss the dispersion of clay particles in the polymers, X-Ray Diffraction, Scanning Electron Microscopy and Transmission Electron Microscopy were used. The results of these analysis indicated that in-situ polymerization method is better than melt intercalation method in terms of dispersion of silicate layers in PEEs with both 57 wt% PBT and 75 wt% PBT.

Benzer Tezler

  1. Termoplastik polyester elastomerlerin sentezi ve karakterizasyonu

    Synthesis and characterization of thermoplastic polyester elastomers

    ŞÜKRAN PAÇA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    KimyaMarmara Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLHAN KAYAMAN APOHAN

  2. Development of novel thermal conductive polymer nanocomposites

    Yeni nesil termal iletken polimer nanokompozitlerin geliştirilmesi

    ELİFTEN SEMERCİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN

    DOÇ. DR. TUBA ERDOĞAN BEDRİ

  3. Effect of soft segment structure and hard segment content on the surface and bulk properties of segmented polyurethaneureas

    Yumuşak kısım yapısı ve sert kısım miktarının poliüretanürelerin yüzey ve yığın özellikleri üzerindeki etkisi

    MELİS PENİÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Kimya MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSKENDER YILGÖR

  4. Termoplastik polimerler için antistatik katkılar geliştirilmesi ve uygulamaları

    Development of antistatic additives for thermoplastic polymers and its applications

    HÜSNÜ KEMAL GÜRAKIN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN DELİGÖZ

  5. Thermal and photochemical ring opening polymerization of benzoxazines

    Benzoksazinlerin ısısal ve fotokimyasal halka açılma polimerizasyonları

    ZEYNEP DELİBALLI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BARIŞ KIŞKAN