Çekirdekleştirici ajanların, geri dönüştürülmüş polipropilenin yapısal ve fiziksel özellikleri üzerine etkilerinin incelenmesi
The investigation of the effect of the nucleating additives on the thermal and mechanical properties of recycled polypropylene
- Tez No: 594391
- Danışmanlar: PROF. MUSTAFA ÖKSÜZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yalova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Polimer Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 103
Özet
Çekirdekleştirici ve berraklaştırıcı katkıların, polipropilenin yapısal, fiziksel ve kimyasal özelliklerine etkilerinin tartışıldığı pek çok çalışma bulunmaktadır. Polipropilenin, fazla sayıda çalışmaya konu olmasının sebeplerinin en başında, endüstriyel anlamda önemli bir polimer olması gelmektedir. Poliolefinler grubuna ait bir polimer olan polipropilen, en yaygın kullanım alanına sahip plastiklerin başında gelmektedir. Polipropilen, otomotiv, gıda, ambalaj, tekstil v.b. başta olmak üzere pek çok alanda karşımıza çıkmaktadır. Çok sayıda kullanım alanına sahip olan polipropilenin, son ürün olarak kullanım özelliklerinin iyileştirilmesi için çeşitli yöntemler bulunmaktadır. Bu yöntemler, polimerin işlenmesi esnasındaki parametrelerin optimizasyonu, çeşitli polimerler ile bir arada kullanım ya da özel katkılar ile özelliklerin iyileştirilmesi şeklinde özetlenebilir. Herhangi bir ürünün daha faydalı hale getirilmesi, tüm mühendislik çalışmalarının temel hedefi olsa da, artan çevre bilinci ile birlikte, kullanılmış malzemelerin tekrar ve tekrar kullanılması da ana hedeflerden birisi haline gelmiştir. Bu çalışmada, farklı oranlarda çekirdekleştirici ve berraklaştırıcı katkı kullanılarak izotaktik polipropilenin mekanik ve termal özelliklerindeki değişim incelenmiştir. Bu duruma ek olarak, farklı oranlarda, geri dönüşüm polipropilen ile orijinal malzemenin karıştırılması ve bu karışımların, hem olduğu hali ile hem de çekirdekleştirici ve berraklaştırıcı katkılı hali ile özellikleri incelenmiştir. İlk olarak, granül formdaki orijinal polipropilen malzeme, geri dönüşüm ve tekrar işleme esnasında maruz kaldığı termal ve fiziksel gerilimlere maruz bırakılmak için çift vidalı ekstrüzyon ile işlenmiş ve granülatör yardımıyla tekrar granül haline getirilmiştir. Granül formdaki malzeme, tekrar çift vidalı ekstrüzyon ile işlenmiş ve geri dönüşüm etkisinin arttırılması hedeflenmiştir. İkinci kez işlenmiş ve granül forma getirilen malzeme, geri dönüşüm polipropilen olarak kodlanmıştır. Geri dönüşüm polipropilen ile orijinal polipropilen, sırasıyla kütlece % 0/100, % 50/50, % 75/25 ve % 100/0 (geri dönüşüm/orijinal) olacak şekilde blend edilmiştir. Bu karışımlar, kütlece %0, %1, %3 ve %6 Akkat Clarifier/Nucleator PP/F 109311 içerecek şekilde harmanlanmıştır. Tüm numuneler tekrar çift vidalı ekstrüzyondan geçirilerek masterbatch formuna getirilmiştir. Toplam 16 farklı parametreye sahip numunelerde, MFI, Çekme, Darbe, Bükülme, Sertlik ve DSC analizleri yapılmıştır. Analiz sonuçlarına göre, geri dönüşüm polipropilen oranı arttıkça, eriyik akış indeksi değerleri artmıştır. Shore 9 sertlik analizi sonuçlarında gözle görülür değişiklik kayıt altına alınmazken, % 50 ve % 75 geri dönüşüm içeren tüm numunelerde ortalama 5 % oranında artış tespit edilmiştir. Bükülme dayanımı analiz sonuçları, geri dönüşüm oranı ile ters orantılı olarak azalırken, çekirdekleştirici ve berraklaştırıcı katkıların sisteme dahil edilmesiyle birlikte ciddi oranda iyileşme göstermiştir. Benzer sonuçlar, çekme testleri ile de elde edilmiştir. Elastik modülü, geri dönüşüm oranı arttıkça azalırken, çekirdekleştirici ve berraklaştırıcı katkılar ile artış göstermektedir. Akma dayanımı değerleri değeri dönüşüm oranında azalırken, aynı oranlarda geri dönüşüm malzeme içeren numunelere eklenen çekirdekleştirici ve berraklaştırıcı katkı ile birlikte orijinal malzemeye yakın değerler elde edilmektedir. Benzer durum kopma dayanımı ve kopma noktasındaki uzama değerleri için de geçerlidir. Hem geri dönüşümün hem de çekirdekleştirici ve berraklaştırıcı katkının, malzemenin termal davranışlarına etkisini incelemek için DSC analizleri yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda geri dönüşüm oranına bağlı olarak erime noktasında gözle görülür bir değişim gözlemlenmemiştir. Ancak, özellikle orijinal polipropilen malzemede ve özellikle % 6 çekirdekleştirici katkı içeren numunelerin erime noktası 1,4 °C kadar artmıştır. DSC analizleri, çevrimler halinde gerçekleştirilmiştir. Geri dönüşüm oranının artması ile birlikte kristallenme sıcaklığında artış gözlemlenmiştir. Çekirdekleştirici ve berraklaştırıcı katkıların sisteme dahil edilmesiyle birlikte de heterojen çekirdeklenme sürecinin sonucu olarak kristallenme sıcaklığı artmıştır. Tüm analizler ile birlikte % 50 oranında geri dönüşüm polipropilen ve ortalama % 3 çekirdekleştirici ve berraklaştırıcı katkı ile MFI hariç pek çok mekanik ve termal özellikte, orijinal malzemeye eş değer analiz sonuçları elde edilmiştir. Bu sonuçlar, orijinal malzeme kullanım zorunluluğu olan ürünler için geri dönüşüm malzemelerin kullanılabilirliği konusunda olasılık yaratmaktadır. Ayrıca doğrudan geri dönüşüm malzemelerin kullanıldığı ürünlerde de daha iyi mekanik özelliklere sahip olunabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
There are a lot of studies which entreated the effects of nucleating and clarifyıng agents on polypropylene 's properties. This is because, polypropylene is one of the most popular industrial plastic. Polypropylene is a polyolefine which is on of the most comman termoplastik material. Polypropylene find itself a place in a lot of application such as automotive, food, packacing, textile etc. Several ways can consider to improve the properties of final products which have produced from polypropylene via several processing methods. Some of the ways are parameters optimisation during processing, blendin with different polymers and special additives. The most basic purpose of the engineering is to produce more profitable and usefel items. But with increasing environmental awareness, the term of reuse or recycle is getting more and more important. The subject of this study is the effects of nucleating and clarifying agents on the isotactic virgin polypropylene 's mechanical and termal properties via changing the content ratio of nucleating and clarifying agent. In addition of this, recycling effect also studied. Virgin polypropylene extruded twice with twin screw extruder to create thermal and physchical stress on the samples. A granulator use to granulate samples again and again. This material called“Recycled polypropylene”. Virgin polypropylene and racycled polypropylene were blended with the ratios of 0/100%, 50/50%, 75/25% and 100/0% (recycled/virgin) respectively. Akkat Clarifier/Nucleator PP/F 109311was also added the system with the ratios of 0%, 1%, 3% and %6 by weight. Whole compounds produced by twin screw extruder to increase homogenization. Melt Flow Index, Tensile Strength, Shore Hardness, Flexural Strength and DSC analyses performed with whole 16 samples. The analyse results of Shore Hardness tests, there are no visible increase contingently recycle or additive ratio. Buti interestingly, slight increase (5 %) can observe with the content of 50 % and 75 % recycle polypropylene presence. Flexural modulus a of the samples are inversely correlated with the recycle ratio. But, flecural modulus values have some serious increase by adding the nucleation and clarifying agents to the samples, Tensile strength analyses have same results. The value of the young modulus were inversely correlated with the recycle ratio. Bu there is a correlation with the nucleating and clearifying agent content. Nucleating and clearifying agents did couse the increase of the crystallisation peak temperature. Also, they did 1,4 °C increase on the melting point of samples with the content of 6 % nucleating and clearifying agents. With the reslults of thermal and mechanical analyses, it can be easlily said that, adding the 3 % nucleating and clearifying agents can provide almost same properties 50 % recycle polypropylene comparing with the virgin isotactic polyproply.
Benzer Tezler
- Investigation of the effects of nucleating agents on the mechanical behaviour of recycled polypropylene
Çekirdeklendirici katkıların geri dönüştürülmüş polipropilenin mekanik davranışına etkisinin araştırılması
BUKET ŞENTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSELİ UYANIK
DR. TOLGA GÖKKURT
- Soğuk depolama ve taşıma uygulamaları için kompozit faz değişim malzemelerinin geliştirilmesi ve termal özelliklerinin belirlenmesi
Development of composite phase change materials for cold storage and transportation applications and determination of their thermal properties
HÜLYA GÜZEL
- Development of extruded high impact polystyrene foams
Ekstrüzyon yöntemiyle yüksek darbe dayanımlı polistiren köpük malzemesinin geliştirilmesi
EMRE DEMİRTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR
- Çukurova bölgesinde narenciye ağaçlarının ısıl korunması için faz değiştiren madde geliştirilmesi
Development of phase change materials for thermal protection of citrus trees in Cukurova Region
YALÇIN YALAKİ
- Sol-jel yöntemiyle üretilmiş alüminanın fiziksel ve mekanik özelliklerinin geliştirilmesi
Improvement of physical and mechanical properties of alumina produced by sol-jel method
BEDİHA ORBAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUAT YILMAZ