Synthesis and characterization of silicate nanocomposites containing polyurethane/cyclohexanone formaldehyde copolymers
Silikat nanokomposit içeren poliüretan/siklohekzanon formaldehit kopolimerlerin sentezi ve karakterizasyonu
- Tez No: 374059
- Danışmanlar: PROF. DR. NİLGÜN KIZILCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 71
Özet
Poliüretanlar mühendislik malzemeleri olup, iyi mekanik ve kimyasal özelliklere sahiptir. Poliüretanlar günlük yaşantımızda birçok alanda karşımıza çıkmaktadır. Kullanım alanlarının ve çeşitliliğin yaygın olmasına rağmen yanma ve dış ortam koşullarına karşı dayanıksız olmaları bu alanları zamanla sınırlandırmıştır. Poliüretanlarda izosiyanatlar, sert-bölüm (hard-segment) olarak tanımlanır ve yapıyı etkiler. Aromatik bazlı poliüretanlar birçok iyi özelliğe sahipken dış ortama ve yangına dayanımları zayıftır. Monomerik bazlı MDI, bifonksyonel özelliğe sahiptir. İzosiyanatlar içerisinde yanma dayanımı ve düşük ısıda iyi fiziksel özellikleri ile diğer izosiyanatlardan ayrılmaktadır. Modifiye MDI ise polikarbodimid-difenilmetan diizosiyanat olarak geçmektedir. Karbodimid bağı ürünlere hidrolitik direnç kazandırmaktadır. Poliüretanlarda diğer bir sert-segmet ise bağ arttırıcı olarak tanımlanan ürünlerdir. Poliüretanlarda polyoller yumuşak segment olarak tanımlanır. Polyester polyollere gore polieter polyoller çok daha iyi sıcaklık dayanımı sağlamaktadır. Bilim, polimerlerin özelliklerini iyileştirmeye yoğunlaştığında, yeni bir konuda önem kazanmaya başlamıştır; Nano. Parçacık boyutu micro dan nano boyuta geçmiştir. Nano boyuttaki dolguların özellikle kompozit malzemelerde kullanım alanları bulunmaktadır. Boyut, yüzey alanı ve yapı, polimerlerin özelliklerini değiştirebilmektedir. Silika da nano ürün olarak tanımlanmaktadır. Silika üretmek için birçok metod bulunurken sol-jel en yaygın olanı olarak tanımlanabilir. Sol-jel proseste; sol ve jel hazırlanır sonrasında ise içerisindeki solvent uçurulur. Bu metodta silikon alkoksit yavaş olarak su ile reaksiyona girer. Bu reaksiyon asit veya baz katalizörler ile hızlandırılabilir. Genel olarak sistemde pH, kullanılan çözücü, reaktanlar ve su, oluşan silikanın tanecik yapısını etkileyen başlıca parametrelerdir. Si–O–Si bağı polimerlere stabilite kazandırmaktadır. Endüstriyel reçineler katıldığı ürünlerin fiziksel özelliklerini iyileştirmede kullanılır. Siklohekzanon formaldehit reçineleri, siklohekzanon ve formaldehitin kondenzasyon polimerizasyonu sonucunda oluşmuş ve karbonil, hidroksil bağı içeren polimerlerdir. Siklohekzanon formaldehit ve poliüretanlardan kopolimer sentezleyerek, poliüretanların birçok zayıf özelliği iyileştirilebilir. Bu çalışmada öncelikle sol-jel prosesi ile silika sentezlenmiş ve ardından silika in-situ olarak poliüretan – siklohekzanon formaldehit reçineleri ile hazırlanmış kompozite eklenerek, nanokompozit bir malzeme elde edilmiştir. Bu ürüne karakterizayon tayini için birçok test uygulanmıştır. Karakterizasyon sırasında FTIR, ve SEM kullanılmıştır. Denemeler sonucunda görülmüştür ki, poliüretanların özellikleri siklohekzanon formaldehit ve silika ile iyileşmiştir.
Özet (Çeviri)
Polyurethanes (PU) are engineering materials and have excellent mechanical and chemical properties. Beginning of this century polyurethane has incredible progress in our daily lives. However there are many application areas of the polyurethanes, they are also very limited because of being weak in abrasion, flame retardancy and weatherability. While science focused on improving the properties of polymers a new subject was born; Nano science. Particle size is transferred from micro scale to nano scale with adding incredible values to the materials. Nano sized products generally used as reinforcing and filling materials during the production of composite materials. The sizes, surface area, structure, if there is coating, coating chemical are affecting the end properties of polymers. Silica is a well known material and can be described as nanoproduct. There are many ways to produce silica sol. The sol-gel process is a synthesis way consisting in the preparation of a sol and a gel structure after removal of solvent. Stöber method is the most known one. Silicon alkoxides generally react slowly with water, but the reaction process, hydrolysis and condensation, can be sped up by the use of acid and base catalysts. In brief pH, solvents, reactants and water are the main parameters affecting the silica structure. Presence of Si–O–Si bond in silica-sol can provide resistant and stable polymers like polyurethanes. In polyurethane synthesis isocyanates (hard segment) are the key factors affecting the specifications of the products. Aromatic based isocyanates have superior properties but on the other hand they have weak weatherability and flame retardancy. Monomeric methylene diphenyl diisocyanate (MDI) is in the bifunctional structure. 4,4'-MDI is the most used one with high flexibility at low temperature, heat resistance, high tensile strength and elasticity, high abrasion resistance. Modified MDI is a polycarbodiimide-modified diphenylmethane diisocyanate. The carbodiimide linkage aids the stabilization of the polymer against hydrolytic degradation. Also using chain extenders in polyurethanes can provide branched structure which helps to increase the hard segment. Polyols can be described as soft segments in polyurethanes. Polyether–urethanes are less thermally stable due to CH bond of the methylene group than polyester–urethanes because of the oxidative cleavage of the polyether structure at high temperatures. Industrial resins are generally low molecular weight solid materials and they can be processed easily. They are used in order to improve hardness, gloss, weatherability and adhesion properties of coatings. Cyclohexanone formaldehyde resin (CFR) is the condensation polymer of cyclohexanone and formaldehyde, which contains carbonyl and hydroxyl group. Combining CFR with polyurethane resin can improve the weak properties of polyurethanes. In this study, many trials were done to monitor property changes of silicate containing polyurethane-CFR copolymers. During this characterization spectrograph, SEM and many other new methods are used. After trials, it was observed that with CFR and silicate, the physical properties of polyurethanes are improved.
Benzer Tezler
- Kopolimer/organo-silikat hibrit nanokompozitlerin lameller arası kopolimerizasyon yöntemiyle sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of copolymer/organo-silicate hybrid nanocomposites by interlamellar copolymerization method
ABDULLAH ERNUR SÖYLEMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAKİR M. O. RZAYEV
- Epoksi-fonksiyonelli silikat içerikli polimer nanokompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of epoxy-functional silicate-containing polymer nanocomposites
KÜBRA ŞERİFE YÜKSEL
- Akrilik polimer/organo-silikat nanokompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of acrylic polymer/organo-silicate nanocomposites
BURCU ŞENOL TÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M.O. ZAKİR RZAYEV
- Synthesis and characterization of poly(ether/ester) based thermoplastic elastomer nanocomposites
Poli(eter/ester) bazlı termoplastik elastomerler nanokompozitlerin sentezi ve karakterizasyonu
FADİLE EZEROĞLU
Doktora
İngilizce
2013
Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜLKÜ YILMAZER
- Gümüş içeren nanopartiküller/tuzlar ile yüklü montmorillonit esaslı nanokompozitlerin geliştirilmesi ve antikanser özellikleri
Development and anticancer properties of nanocomposites based on montmorillonit loaded with silver containing nanoparticles/salts
SEVDA ZARGAROVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN BİŞKİN
PROF. DR. ZAKİR RZAYEV