Halojensiz alev geciktirici içeren AYPE/PLA karışımların alev dayanımı özelliklerinin incelenmesi
Flame resistant properties of LDPE/PLA blends containing halogen-free flame retardant
- Tez No: 533916
- Danışmanlar: PROF. DR. NURSEL DİLSİZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 208
Özet
Saf polimer özelliklerinin geliştirilmesi için basit bir yöntem olan polimerlerin karıştırılması tekniğiyle birçok üstün özelliklere sahip yeni bir malzeme elde edilmektedir. Petrol türevli bir polimer, biyobozunur başka bir polimerle karıştırıldığında doğada kendiliğinden kolayca bozunabilir. Yapılan bu çalışmada petrol esaslı alçak yoğunluklu polietilen (AYPE) ile biyobozunur polilaktik asit (PLA) karışımı polimer matris faz olarak kullanılmıştır. Bu sebeple, AYPE/PLA polimer matris karışımına alev geciktirici ilavesiyle çevreye duyarlı, aleve dayanma özelliği geliştirilmiş kompozit malzemenin elde edilmesi hedeflenmiştir. Takviye elemanı olarak da tinkal madeni, susuz boraks, boraks pentahidrat, çinko borat, alüminyum hidroksit (AH), magnezyum hidroksit (MH), melamin (MLM), amonyum polifosfat (APP) ve pentaeritritol (PER) kullanılmıştır. Yürütülen çalışmalarda çift vidalı ekstrüder kullanılarak elde edilen çubuk şeklindeki kompozit malzemeler kırıcıda kırılarak sıcak presleme yöntemi ile kalıplara basılıp analizlere hazır hale getirilmiştir. Kompozit malzemelere ait sonuçlar Fourier dönüşümlü infrared spektrofotometre (FTIR), limit oksijen indeksi (LOİ), termogravimetrik analiz (TGA), mekanik test ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleriyle karakterize edilmiştir. FTIR spektroskopisi ile kompozit malzemelerin kimyasal yapıları test edilmiştir. Deneysel çalışmalarda kullanılan malzemelerde olması gereken karakteristik pikler FTIR analizlerinde elde edilmiştir. LOİ analizi sonucundan, her 100 birim polimer karışımına 20 birim alev geciktirici ilave edilmesiyle yanmazlık özelliğinin çok az geliştirildiği fakat yeterli olmadığı görülmüştür. C numunesi için (AYPE80/PLA20) 20,7 olan LOİ değeri Q numunesinde (AYPE80/PLA20/APP30/PER15/MLM15/ÇB3) 40,4 değerine yükselmiştir. C numunesine alev geciktirici katkı maddelerinin ilave edilmesiyle elde edilen kompozit malzemelerin çekme dayanımı değerleri düşmüştür. TGA analiz sonuçlarından C numunesi için ilk bozunma sıcaklığı 330,79oC ve son bozunma sıcaklığı 475,52 oC olarak bulunmuştur. TGA analizlerinde malzemenin ilk ve son bozunma sıcaklık değeri arttıkça ısısal kararlılık da artmaktadır. Bu sebeple şişme-kabarma (intumescent) alev geciktirici (APP – PER – MLM) sistemini içeren Z (AYPE80/PLA20/APP30/PER15/MLM15) kompozit malzemesinde en iyi ısısal kararlılık görülmüştür. Z (AYPE80/PLA20/APP30/PER15/MLM15) kompozit malzemesi için ilk bozunma sıcaklığı 235,96 oC ve son bozunma sıcaklığı 485,00 oC'dir. Ayrıca, yüzey morfolojisinin incelendiği SEM görüntülerinden, C (AYPE80/PLA20) numunesi ve en iyi LOİ sonuçlarına sahip Z (AYPE80/PLA20/APP30/PER15/MLM15), Q (AYPE80/PLA20/APP30/PER15/MLM15/ÇB3), X (AYPE80/PLA20/APP20/PER10/MLM10/ÇB3) kompozit malzemeleri için homojen dağılımın başarılı olduğu sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
Mixing of polymers is a simple technique for improving of pure polymer's properties to obtain new material which has several excellent qualities. A petroleum-based polymer is mixed with a biodegradable polymer which can degrade easily. In this study, mixing petroleum-based low density polyethylene (LDPE) with biodegradable polylactic acid (PLA) is used as polymer matrix phase. Thus, it was aimed that to obtain composite material with plant flexibility and improved flame resistance properties via addition of flame retardancy additive to mixing of LDPE/PLA polymer matrix. Tincal (T), anhydrous borax (AB), borax pentahydrate (BP), zinc borate (ZB), aluminum hydroxide (AH), magnesium hydroxide (MH), melamine (MLM), ammonium polyphosphate (APP) and pentaerythritol (PER) were used as reinforcement material. The composite materials which were gotten from twin screw extruder like stick. These materials were broken up into small pieces with breaker and then molded with hot press for analyses. The results for the composite materials were characterized by Fourier transform infrared spectrometer (FTIR), limiting oxygen index (LOI), thermal gravimetric analysis (TGA), mechanical test and scanning electron microscopy (SEM) analyses. The chemical structures of the composite materials were tested with FTIR spectroscopy. The materials used in experimental studies which had characteristic peaks revealed in FTIR analyses. The LOI analysis showed that the property of flame retardancy was improved when 20 units of flame retardant were added to per hundred polymer matrix but this amount was not enough. While value of the LOI for sample C (LDPE80/PLA20) was 20.7, for sample Q (LDPE80/PLA20/APP30/PER15/MLM15/ZB3) it was improved 40.4. Tensile strength values of sample C (LDPE80/PLA20) decreased with the addition of flame retardant materials. The TGA analysis results showed initial and final decomposition temperatures 330.79 oC and 475.52 oC for sample C, respectively. As value of the initial and final decomposition temperatures of material increase, thermal stability inreases, too. Therefore, the best thermal stability was seen in Z (LDPE80/PLA20/APP30/PER15/MLM15) which included intumescent flame retardancy (APP – PER – MLM) system. Initial decomposition temperature and final decomposition temperatures were 235.96 oC and 485.00 oC, respectively, for Z (LDPE80/PLA20/APP30/PER15/MLM15) composite material. Also, investigated of surface morphology from SEM images it was concluded that homogeneous dispersion for sample C (LDPE80/PLA20) and Z (LDPE80/PLA20/APP30/PER15/MLM15), Q (LDPE80/PLA20/APP30/PER15/MLM15/ZB3), X (LDPE80/PLA20/APP20/PER10/MLM10/ZB3) composite materials which have the best results of LOI are successful.
Benzer Tezler
- Synthesis and characterization of ultraviolet and thermal curable phosphorus containing flame retardant polymer
Ultraviyole ve ısıl kürleştirilebilen fosfor içerikli alev geciktirici polimer sentezi ve karakterizasyonu
DİLEK KAÇMAZ
- Halojen içermeyen, alev geciktirici kauçuk karışımlarının geliştirilmesi ve karakterizasyonları
Development and characterization of non-halogenated flame retardant rubber mixtures
EDA KARAMAN
- EPDM kauçuk esaslı halojen içermeyen malzemelerde peroksit ve koajan tiplerinin yanma davranışı üzerine etkisi
Effect of peroxide and coagent types on flame behavior in EPDM rubber-based halogen-free materials
GÜRCAN GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAĞDAGÜL KARAAĞAÇ
- Electrospun nanofibers from copolymers and terpolymers of acrylonitrile, vinyl acetate and vinylphosphonic acid
Akrilonitril, vinil asetat ve vinilfosfonik asit kopolimerleri̇nden ve terpolimerlerinden elektro-eğirilmiş nanofiber eldesi
HANDE AÇIKALIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NESRİN KÖKEN
- Investigation of mechanical, thermal and flame retardant properties of glass fiber reinforced PBT and PBT/PET blends
Cam elyaf katkılı PBT ve PBT/PET harmanlarının mekanik, termal ve alevlenmeyi geciktiricilik özelliklerinin incelenmesi
SELİN PORTAKAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSELİ UYANIK