Halloysite containing polyurethane foams as insulation materials with enhanced flame retardance
Alev geciktiriciliği geliştirilmiş yalıtım malzemeleri olarak halloysit katkılı poliüretan köpükler
- Tez No: 556778
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN ÜNAL, PROF. DR. İBRAHİM KÜRŞAT ŞENDUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Sert poliüretan köpük, üstün ısı yalıtım özelliği, yüksek kimyasal ve mekanik dayanıklılığı ve kolay işlenebilirliği nedeniyle tercih edilen yüksek performanslı yalıtım malzemelerinden biridir. Bununla birlikte, bu köpüklerin düşük termal stabiliteleri ve yüksek yanıcılığı yalıtım uygulamalarında önemli bir sorundur. Endüstriyel olarak, bu problemlerin üstesinden gelmek için alev geciktiriciler kullanılmaktadır. Ancak bu kimyasallar çoğunlukla hem çevre hem de insan sağlığı için zararlıdır ve kabul edilebilir alev geciktiriciliği sağlayabilmeleri için polimerlere yüksek miktarlarda eklenmeleri gerekmektedir. Daha iyi ve güvenli alev geciktirme etkisi sağlamak için alev geciktiriciler kısmen alternatif katkı maddeleri ile birleştirilebilir. Halloysit nanotüp (HNT), düşük maliyetli, doğada bol bulunan kil temelli bir mineraldir ve özgün yapısı sayesinde birçok sentetik katkı maddesine çevre dostu bir alternatiftir. Yanma sırasında, HNTler malzeme yüzeyinde oluşan kömür tabakasını güçlendirebilir ve polimerin oluşturduğu yanıcı bozunma ürünlerini lümeninde tutabilir. Isı yalıtımı açısından, termal iletkenliği azaltmak için köpük matrisinde daha küçük hücrelerin oluşumuna katkıda bulunabilir. Diğer kil temelli malzemelerde olduğu gibi, HNTlerin polimer matrisindeki dağılımı ideal bir yapı elde etmek açısından oldukça kritiktir. Bu tez HNT'lerin rijit poliretan köpüklere eklenmesine ve bu nanokompozitlerin termal yalıtım ve yanmazlık davranışlarının incelenmesine odaklanmaktadır. İşlemden geçmemiş, ultrasonikasyona tabii tutulmuş, kimyasal olarak fonksiyonlandırılmış ve alev geciktirici yüklenmiş HNT'ler köpük formülasyonlarına eklenmiştir. Bu nanokompozitlerin morfolojisi, termal iletkenliği ve yanma davranışı detaylı şekilde çalışılmıştır. Köpük formülasyonundaki halojenli alev geciktirici içeriği kısmen alev geciktirici yüklenmiş HNT'ler ile değiştirilmiş ve üretilen nanokompozit köpüklerin daha yüksek halojenli alev geciktirici içeriğine sahip mevcut ticari köpüklerinkiyle karşılaştırılabilir toplam ısı salımı ve tepe ısı salımı değerlerine sahip olduğu görülmüştür. Bu çalışma Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından 115M033 hibe numarası altında desteklenmektedir.
Özet (Çeviri)
Rigid polyurethane foams (RPUFs) are one of the high-performance insulation materials preferred due to their superior thermal insulation properties, good chemical durability, high mechanical strength and easy processability. Nevertheless, low thermal stability and high flammability of RPUFs is a critical concern in insulation applications. Conventionally, flame retardants (FRs) are used to overcome these problems. However, typically high amounts of environmentally unfriendly FR agents are added into RPUFs to provide flame retardancy. Such FR agents can be partially replaced by alternative additives to provide safer flame retardancy. Halloysite nanotubes (HNT) are low cost, abundant clay minerals, standing as unique, environmentally friendly alternatives to numerous nanofillers. During burning, HNTs are expected to reinforce the char layer and entrap flammable decomposition products. They contribute to the formation of smaller foam cells, which reduce thermal conductivity. Yet, it is critical to obtain a homogeneous dispersion of HNTs in the RPUF matrix. This thesis focuses on the incorporation of HNTs into RPUFs and understanding of their thermal insulation and flammability behavior. HNTs that were untreated, sonicated, chemically functionalized and FR-loaded were incorporated into RPUF formulations. The morphology, thermal conductivity and flammability behavior of resulting nanocomposites were studied extensively. Halogenated FR content in the RPUF formulation was replaced with FR-loaded HNTs with much lower FR content, which resulted in nanocomposites with comparable total heat release and peak heat release rates to existing commercially available RPUFs. This project is supported by The Scientific and Technological Research Council of Turkey (TÜBİTAK) under the grant agreement number 115M033.
Benzer Tezler
- Investigation of physical and mechanical properties of polyurethane nanocomposites prepared using different types of nano additives
Farklı nano katkılar ile hazırlanan poliüretan nanokompozitlerinin fiziksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
BAHAR BÜYÜKKAHRAMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSELİ UYANIK
- Polymer nanocomposites as active food packaging materials to improve the shelf life of fruits and vegetables
Meyve ve sebzelerin raf ömrünü uzatmak için aktif gıda ambalaj malzemeleri olarak polimer nanokompozitler
SARP KÖLGESİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilim ve TeknolojiSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİYE ÜNAL
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN ÜNAL
- Balıkesir-Düvertepe kaolenlerinin kağıt endüstrisinde kullanım olanaklarının araştırılması
The Posible usages of Balıkesir-Duvertepe kaolins are researched in paper industry
ÜLKER ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ŞİNASİ ESKİKAYA
- Hybrid polymeric materials comprising clay nanotubes, photothermal agents and phase change materials for food, water, and energy applications
Gıda, su ve enerji uygulamaları için kil nanotüpleri, fototermal ajanları ve faz değiştirme malzemelerini içeren hibrit polimerik malzemeler
CÜNEYT ERDİNÇ TAŞ
Doktora
İngilizce
2021
KimyaSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRİYE ÜNAL
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN ÜNAL
- Serbest radikal fotopolimerizasyon ile halloysit içeren termoset nanokompozitlerin hazırlanması
Preparation of halloysite containing thermoset nanocomposites by free radical photopolymerization
ONUR TURP
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Polimer Bilim ve TeknolojisiYalova ÜniversitesiPolimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ATİLLA TAŞDELEN