Original and waste polyvinyl butyral (PVB) / polyvinyl chloride (PVC) composites with nanoadditives and the degradation behavior
Taze ve atık kaynaklı polivinil butiral (PVB) / polivinil klorür (PVC) nanokatkılı kompozitleri ve bozunma davranışı
- Tez No: 593493
- Danışmanlar: PROF. DR. SERAP CESUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 90
Özet
Plastikleştirilmiş PVB ve plastikleştirilmiş PVC'den çeşitli derişimlerde Polivinil Butiral (B) / Polivinil klorür (P) filmlerinin hazırlanması ve tanımlanması üzerine çalışılmıştır. PVB'nin en önemli kullanım alanı güvenlik camları olup, geri dönüşüme giren güvenlik camından kazanılan PVB tekrar kullanılabilir ve PVC gibi benzer özellikteki polimerlerle harmanlanabilir. Polimerik filmleri hazırlamak için çift gidiş gelişli W50 ve sürtünme oranı 2:3 olan Brabender yoğurucu cihazı kullanılmıştır. Öncelikle, PVB/PVC filmlerinde yer alan PVB'nin orijinal (OB) ve geri dönüştürülmüş (RB) kaynaklı olmasının etkisi araştırılmıştır. Daha sonra, bu filmlere, iki nano katkı maddesinin (Kil (C) ve Kalsit-CaCO3 (K)) ve bunların oranlarının etkisi değerlendirilmiştir. Üretilen filmlerin farklı uygulama alanlarında yeni bir ürün olarak değerlendirilebilmesi için kimyasal, mekanik ve termal özellikleri FTIR, Mekanik özellikler, XRD, DSC, TGA, Optik Mikroskop, SEM ve Renk Ölçümü cihazları ile belirlenmiştir. Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) analizi ile her film için beş farklı pozisyonda fonksiyonel gruplar belirlenmiştir. Filmler oldukça üniform yapıda olup yeni bir fonksiyonel grubun oluşumu gözlenmemiştir. Polimerik kompozit filmlere ağırlıkça %5 Kalsit (K) ilavesi, mekanik özellikler açısından, ağırlıkça %5 kil (C) ilavesinden daha iyi sonuçlar vermiştir. Ancak, orijinal OB90_P10 ve geri dönüşümlü RB90_P10 filmlerine ağırlıkça %0,1 kil eklenmesiyle, en yüksek gerilme mukavemeti ve kopmada uzama değerleri elde edilmiştir. Çünkü az miktarda kil ilavesi, kristallenme, kristal yapısı ve kristallenme kinetikleri üzerinde bir etkiye sahiptir, bu nedenle bu filmin, ticari olarak kullanılan PVC malzemelerden daha iyi gerilme mukavemetine sahip olduğu görülmektedir. Ayrıca, XRD analizinden görüldüğü gibi ağırlıkça %5 kil ilavesi, kristallik derecesini düşürerek, mekanik özelliklerin azalmasına neden olmuştur. DSC analizi ile orijinal PVB'nin camsı geçiş sıcaklığının (Tg) yaklaşık 18 °C olduğu ve geri dönüşümlü PVB'nin yaklaşık 22 °C olduğu belirlenmiştir. PVC'nin camsı geçiş sıcaklığı -26 °C civarında bulunmuştur. Camsı geçiş sıcaklığı, PVB'ye PVC eklenmesiyle arttığı görülmüştür. Aynı zamanda, tek camsı geçiş sıcaklığı elde edilmesi filmlerin yüksek uyumluluğu olduğunu göstermektedir. Renk ölçüm testinden, polimerik filmlerin renklerinin, ağırlıkça %0,1 ve %1 kil miktarı ilavesi ile değişmediği, fakat ağırlıkça %5 kil miktarı ilavesi ile sarılık değerinin arttığı gözlenmiştir. Filmlerde ağırlıkça %5 Kalsit ilavesi ile renk değişikliği gözlenmemiştir. Polimerik filmlerin termal bozunma davranışı ayrıca TGA termogramları ile analiz edilmiştir. Orijinal PVB, % kül değerine göre diğerlerinden daha düşük değere sahiptir. PVC'nin (P100) % kül miktarı 600 °C'de %12,16 olarak bulundu. % Kül değerlerinin sonuçları OPVB ve RPVB'den daha yüksektir ve orijinal ve geri dönüştürülmüş PVB'ye PVC eklendiğinde, PVC'den daha düşük değer elde edilmiştir. Orijinal ve geri dönüştürülmüş B90_P10 polimerik filmlere ağırlık olarak %0,1 kil ilave edilmesi ile kül değerinin miktarı hafifçe azalır. Kalsiyum karbonat ilavesiyle % kül değerinin sonucu diğer polimerik filmlerden daha yüksektir ve en iyi yanmazlık özelliği elde edilmiştir. Sonuç olarak, az miktarda kil içeren (%0,1) geri dönüştürülmüş PVB / PVC esaslı kompozit filmler orijinal PVC yerine önerilebilir. Bu çalışma, atık camın neden olduğu çevre sorunlarının çözümüne yönelik bir girişim olup, elde edilen malzemeler döşeme, tutkal üretimi, inşaat mühendisliği gibi farklı uygulamalarda kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
The aim of this study is the preparation and characterization of Polyvinyl Butyral (PVB) / Polyvinyl chloride (PVC) blends consisting of plasticized original and waste PVB (B) and plasticized PVC (P) at various concentrations. The common usage area of PVB is safety glass, and waste PVB obtained from recycled safety glass could be utilized again in blends with similar polymers such as PVC. The Brabender kneader device which contained two blungers W50 and a friction ratio of 2:3 was used to prepare polymeric films. The properties of the original and recycled plasticized PVB, used as constituents of the blend was analyzed and compared. The contribution of two additives (Clay (C) and CaCO3 (K)) into the blends was evaluated. The materials obtained from this experiment can be used in various application areas such as flooring, production of glue and in civil engineering. In order to evaluate the films as a new product for other application areas, their chemical, mechanical, and thermal properties have been characterized by using FTIR, Mechanical properties, XRD, DSC, TGA, Optical Microscopy, SEM and Color Measurement devices. The Fourier Transform InfraRed (FTIR) analysis has been used to determine the film's functional groups in five different positions for each film. The films were uniform and no formation of a new functional group was observed. Although, the mechanical test results show that the addition of 5 wt% CaCO3 (K) into polymeric films have given better results than the addition of 5wt% clay, original OB90_P10 and recycled RB90_P10 composite films which contained 0.1% (wt/wt) clay (C) showed the highest tensile strength and elongation at break values. As the addition of small amount of clay has an impact on crystallization, crystal structure and crystallization kinetics, this film has better tensile strength than widely used PVC materials. Clay addition of 5 wt% has decreased the degree of crystallinity and has resulted in a decrease at the mechanical properties. The DSC analysis determined that the glass transition temperature (Tg) of original plasticized PVB was almost 18 °C while in recycled PVB it was around 22 °C. The glass transition temperature of PVC was around -26 °C which has a noticeably lower glass transition temperature than PVB. The addition of PVC into PVB polymeric film was found to increase Tg. However, obtaining a single glass transition temperature shows that the films have high compatibility. The color measurement tests have shown that the addition of 0.1 wt% and 1 wt% clay did not affect the color obviously, but yellowness increased with the addition of 5wt% clay. No color change was observed for the films with the addition of 5 wt% of CaCO3. After the fully examined thermal degradation, surface properties and color changes, only recycled PVB/PVC with small amount of clay (0.1 wt%) based polymeric films can be recommended instead of PVC. Thermal degradation behavior of polymeric composite films is also analyzed by TGA thermograms. The original PVB has a smaller value than others with respect to the amount of ash % value. Remaining weight % of PVC (P100) was found as 12.16 % at 600 °C. The results of ash % values are higher than OPVB and RPVB with addition of PVC into original and recycled PVB but, it is lower than PVC. The addition of 0.1 wt% of clay is slightly decreased the amount of ash % value than original and recycled B90_P10 polymeric films. The result of ash content by the addition of calcium carbonate is higher than other polymeric films and the best flammability is obtained. This study is an important approach to solve environmental problems caused by waste windshield, and the materials obtained can be used in different applications such as flooring, glue production, civil engineering.
Benzer Tezler
- Environmental impact and sustainability of recycling tufted carpets through selective dissolution process
Seçici çözdürme yöntemi ile tufted halıların geri dönüşümünün çevresel etkisi ve sürdürülebilirliği
ESEN ÇAKIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALE KARAKAŞ
PROF. DR. STEVEN DE MEESTER
- Geri dönüşümlü PVC'den elde edilmiş kompozit malzemelerin mekanik ve termal özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical and thermal properties of composite materials made from recycled PVC
SUNAY SÜRMELİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLYAS KARTAL
- Polivinil klorür (PVC) geri dönüşüm tesisinin yangın güvenliği ve fine kinney analiz metodu ile yangın riskinin değerlendirilmesi
Fire safety of polyvinyl chloride (PVC) recycling facility and assessment of fire risk using fine kinney analysis method
ALİ ZEYNELGİL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
KimyaSakarya ÜniversitesiYangın ve Yangın Güvenliği Anabilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ŞAHİN DÜNDAR
- Azo boyası içeren tekstil arıksuyunun anaerobik olarak arıtılması ve renk giderimi
Başlık çevirisi yok
FİLİZ TAKIMCI
- Environmentally friendly components for energy storage devices
Enerji depolama cihazlarında çevre dostu bileşenlerin kullanımı
ELENA STOJANOVSKA
Doktora
İngilizce
2019
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ