Preparation of epoxy-based composites containing barium metaborate and their characterization
Baryum metaborat içeren epoksi bazlı kompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
- Tez No: 385083
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖKNUR BAYRAM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemical Engineering, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Alev geciktiricilik, kompozit, epoksi, baryum metaborat, metakrilat epoksi siklosilokzan, Flame retardancy, composite, epoxy, barium metaborate, methacrylate epoxy cyclosiloxane
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 175
Özet
Epoksi reçine sanayinin çeşitli alanlarında kullanılan en önemli termoset polimerlerinden biridir. Ancak çoğu polimerik malzemeler gibi epoksi reçineler yanıcıdır ve bu onların kullanım alanlarını kısıtlar. Bu çalışmanın amacı, baryum metaborat başta olmak üzere çeşitli alev geciktiriciler kullanılarak epoksi bazlı kompozitlerin alev geciktirme özelliğini arttırmaktır. Bu tez üç ana kısımdan oluşmaktadır. İlk kısmında, baryum metaborat (BaM), çinko borat (ZnB), melamin fosfat (MP), melamin polifosfat (MPP), kırmızı fosfor (RP), pentaeritritol (PER) ve dipentaeritritol (DPER) içeren ön denemeler verilmiştir. Ön deneylerin sonuçları doğrultusunda, final kompozitlerinin formülasyonlarının olusturulmasında kullanılacak alev geciktiriciler ve konsantrasyonları hakkında bilgi edinilmiştir. Tezin ikinci kısmında, BaM ve metakrilat epoksi siklosilokzan (MEC) ile birlikte MP, DPER, ZnB ve kalsiyum borat (CaB) kullanılarak final kompozitleri hazırlanmıştır. Hazırlanan kompozitler taramalı elektron mikroskopisi (SEM), sınırlayıcı oksijen indeksi (LOI), dikey yanma testi (UL-94), fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR), termogravimetrik analiz (TGA), çekme ve darbe testleri ile karakterize edilmiştir. Saf epoksinin LOI değeri %19 olarak ölçülmüştür. %10 MP ve %1 BaM içeren epoksi bazlı kompozitin LOI değeri %27, UL-94 test sonucu ise V-0 olarak belirlenmiştir. Ayrıca, genel olarak hazırlanan kompozitlerin mekanik özelliklerinde numunelere eklenen katkı maddesi miktarı arttıkça, çekme gerilimi ve kopmada uzama değerlerinin düştüğü fakat elastik modülü değerlerinin arttığı görülmüştür. Tezin son kısmında ise, saf epoksi ve epoksi bazlı kompozitler atmosferik yaşlandırma testine tabii tutulmuştur. 300 saat boyunca UV radyasyona ve neme maruz bırakılmışlardır. Atmosferik yaşlandırma testinin sonucunda, numuneler SEM ve darbe testleri ile karakterize edilmiştir. Ayrıca numunelerde oluşan fiziksel değişimleri göstermek amacıyla yaşlandırma testinden önce ve sonra numunelerin fotoğrafları çekilmiştir. Darbe dayanımı test sonuçlarına göre, atmosferik yaşlandırma testine maruz bırakılan bütün numunelerin darbe dayanımları, atmosferik yaşlandırma testine maruz bırakılmayanlarla karşılaştırıldığında azalmıştır.
Özet (Çeviri)
Epoxy resin is one of the most important thermosetting polymers, widely used in various fields of industry. However, like most of the polymeric materials, epoxy resins are flammable and this restricts their application areas. The purpose of this thesis is to increase flame retardant property of epoxy-based composites using various flame retardant additives mainly including barium metaborate. This thesis consists of three main parts. In the first part, preliminary composites, which containing barium metaborate (BaM), zinc borate (ZnB), melamine phosphate (MP), melamine polyphosphate (MPP), red phosphorus (RP), pentaerythritol (PER) and dipentaerythritol (DPER), were given. In accordance with the results of preliminary experiments, the information about the flame retardant types and amounts was obtained to create formulations of final composites. In the second part of the thesis, the final composites were prepared using MP, DPER, ZnB, and calcium borate (CaB) in addition to BaM and methacrylate epoxy cyclosiloxane (MEC). The produced composites were characterized by scanning electron microscopy (SEM), limiting oxygen test (LOI) test, the vertical burning test (UL-94), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), tensile and impact tests. The LOI value of neat epoxy was measured as 19%. 10% MP and 1% BaM containing epoxy-based composite was 27% in LOI value and UL-94 test result was determined as V-0. Also, when concentration of the additives increased in the epoxy matrix, it was seen that tensile strength and elongation at break value of the composites decreased; however tensile moduli of the composites increased in general. In the last part of the thesis, pure epoxy and epoxy-based composites were subjected to accelerated weathering test. They were exposed to UV radiation and moisture for 300 hours. Exposed samples were characterized by SEM and impact test. Furthermore, samples were photographed before and after the accelerated weathering test in order to show physical change that occurred in the samples. According to the impact test results, the impact strength of all the weathered composites decreased when compared to unweathered composites.
Benzer Tezler
- Preparation and characterization of polymer composites containing boron compounds
Bor bileşikleri içeren polimer kompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
ELİF TOPÇUOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKNUR BAYRAM
PROF. DR. NAİME ASLI SEZGİ
- Enhancement of physical and mechanical properties of epoxy resins by graphene/graphene oxide additives
Epoksi reçinelerin fiziksel ve mekanik özelliklerinin grafen/grafen oksit katkıları ile geliştirilmesi
DENİZ BUDAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EROL YILDIRIM
- Functionalization of multi-walled carbon nanotubes with polymers
Başlık çevirisi yok
MELTEM TUNÇKOL
Doktora
İngilizce
2012
KimyaInstitut National Polytechnique de ToulousePROF. PHILIPPE SERP
DR. JEROME DURAND
- Çimento esaslı kompozit plakalarla güçlendirilmiş bölme duvarlarının kayma dayanımının belirlenmesi
Determination of shear strength of infill walls strengthened by cement based composite plates
MUSTAFA GÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA GENÇOĞLU
- Enjeksiyonla kalıplama için polipropilen-fındık kabuğu kompozitlerinin eriyik harmanlama ile hazırlanması
Preparation of polypropylene-hazelnut shell composites by melt blending for injection
PASHA SAFAROV
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUNCER YALÇINYUVA