Geri Dön

Polipropilen / etilen-alfa-olefin kopolimer harmanlarının fiziksel ve reolojik özelliklerinin incelenmesi

Investigation of physical and rheological properties of polypropylene / ethylene-alpha-olefin copolymer blends

PDF İndir

  1. Tez No: 698036
  2. Yazar: ALP ALPARSLAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ALİ DURMUŞ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Polimer Bilim ve Teknolojisi, Chemical Engineering, Polymer Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 305

Özet

Bu çalışmada farklı α-OC konsantrasyonlarındaki (ağ. %10-35) PP-αOC harmanları farklı α-OC türleri kullanılarak ve uygun ekstrüder vida tasarımı yapılarak eş yönde dönen çift vidalı ekstrüzyon prosesi ile hazırlanmış, hazırlanan harmanların yapısal, morfolojik, reolojik, termal ve mekanik özellikleri detaylı bir biçimde incelenmiştir. Hazırlanan harmanların termoplastik matriks fazını oluşturan bileşen, harmanların işleneceği son plastik şekillendirme prosesi göz önünde bulundurularak enjeksiyon kalıplama prosesinde kullanıma uygun yüksek akışkanlıklı ticari bir polipropilen (PP) türü ve elastomer fazını oluşturan α-OC ise farklı komonomer (1-büten, 1-okten) ve komonomer oranlarında (ağ. % 33,2-41,2) beş farklı ticari etilen büten ve etilen okten kopolimer türleri (EBC, EOC) olarak seçilmiştir. Çalışmada kullanılan PP, α-OC ve bu bileşenler ile hazırlanan PP-αOC harmanlarının yapısal ve morfolojik analizleri; nükleer manyetik rezonans spektroskopisi (NMR), X-ışını kırınım difraktometresi (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile, reolojik analizler rotasyonel ve kapiler reometreler ile, termal analizler diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ile test edilirken, mekanik analizler ise universal test cihazı, Izod & Charpy darbe dayanım test cihazı, ısıl defleksiyon sıcaklığı (HDT) ve Vicat yumuşama sıcaklığı (VST) test cihazları ile gerçekleştirilmiştir. PP, α-OC'ler ve PP-αOC harmanlarının viskoelastik bölgede reolojik davranışlarının rotasyonel reometre ile detaylı olarak incelenmesiyle elde edilen test çıktılarına çeşitli reolojik modeller uygulanmış; α-OC yapısı ve miktarı ile reolojik değişimlerin harmanların morfolojik ve fiziksel özelliklerine etkisi incelenmiş, PP ve α-OC bileşenlerinin birbirleri ile uyumu değerlendirilmiştir. Harmanların reolojik bulgularına göre yapılan değerlendirmede, viskoelastik davranışların gelişiminde α-OC'lerin LCB ve SCB özelliklerinin etkin parametreler olduğu; LCB'nin daha çok viskoelastik özelliklerinin kantitatif gelişiminde rol oynarken, matriks - elastomer fazlarının uyumunda SCB'nin daha etkin rol aldığı saptanmıştır. Reolojinin, harmanların morfolojik özelliklerinin gelişminin takibinde bir gösterge yöntem olarak kullanılabileceği belirlenmiştir. Kapiler reometre ile yüksek kayma hızlarında gerçekleştirilen analizler ile elde edilen bulgular ile bu harmanların endüstriyel plastik işleme proseslerindeki davranışları hakkında öngörüde bulunulmuştur. Harmanların mekanik analiz çıktılarına göre yapılan değerlendirmelerde ise; harmanların sağlamlık/tokluk dengesinin optimum düzeyde tutulabilmesi için SCB'nin, diğer bir ifade ile α-OC komonomer tür ve oranının çok etkin bir parametre olduğu gözlenmiş, % 41,2 1-okten içeren α-OC ile tokluk/sağlamlık dengesinin % 25-35 α-OC konsantrasyonlarında en etkin olduğu saptanmıştır. Mekanik özelliklerin dengelenmesinde etkin olan bu parametrelerin PP ve α-OC bileşenlerinin uyumsuzluğundan geliştiği reolojik ve morfolojik bulgular ile de desteklenmiştir. Elde edilen bulgular, literatürdeki deneysel çalışmalar ile bu bulguların kıyaslanması ve teorik modeller ile; hazırlanan PP-αOC harmanlarının“mikro yapı - reoloji - termal ve mekanik özellik”ilişkileri, PP ile farklı α-OC tür ve konsantrasyonlarındaki etkileşimleri dikkate alınarak ayrıntılı bir biçimde incelenmiş, reolojik analizlerin bu malzemelerin mikroyapı ve birbirleri ile uyumunu aydınlatmada faydalı bilgiler veren önemli bir karakterizasyon tekniği olduğu kanısına varılmıştır. Ayrıca, bilimsel olarak özellikleri detaylı bir şekilde araştırılan harmanların endüstride uygulamaya yönelik kullanım potansiyelleri değerlendirilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, PP-αOC blends with different types and concentrations of α-OCs (10-35% w.) were prepared by co-rotating twin screw extruder with doing appropriate extruder screw design. Structural, morphological, rheological, thermal and mechanical properties of the blends were investigated in detail. The matrix component of the prepared blends was selected as a commercial high flow polypropylene (PP) with considering the end plastic shaping process by injection molding, and the α-OCs as elastomer phase with different comonomer (1-butene, 1-octene) and comonomer amounts (33,2-41,2% w.) were selected as five different commercial ethylene butene and ethylene octene copolymers (EBC, EOC). The structural and morphological analysis of the PP, α-OCs and the PP-αOC blends were performed with nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), X-ray diffraction spectroscopy and scanning electron microscope (SEM). The rheological analysis were performed with rotational and capillary rheometers, thermal analysis with differantial scanning calorimetry (DSC) and the mechanical analysis with universal test device, Izod & Charpy impact, heat deflection temperature (HDT) and Vicat softeninig temperature (VST) test devices. The rheological models were investigated within the rheological behavior of the PP, α-OCs and PP-αOC blends in the viscoelastic region in detail. The changes in rheological characteristics with α-OC structure and amount, the effect of these changes on morphological and physical properties were investigated with the compatibility evaluation of PP and α-OC components in the blends. According to rheological evaluations, LCB and SCB were investigated as the effective parameters taking role in the viscoelastic property development of the blends. The LCB was investigated as the acting parameter on quantiative development of viscoelastic properties, besides the SCB is more effective on compatibility of the matrix - elastomer phases. It was determined that, rheology can be used as a probe tool to elucidate the morphological development of the blends. The rheological behavior of the blends through the industrial plastic processing was predicted by the outputs of the analysis performed at high shear rates by capillary rheometer. According to the mechanical test analysis evaluations, SCB, in other words α-OC type and amount were investigated as the most effective parameters for holding the stiffness/toughness balance of the blends optimum. The stiffness/toughness balance was evaluated as effective with α-OC which includes 42,1% w. 1-octene with 25-35% α-OC concentrations in the blends. The parameters effective on balancing the mechanical properties originates from the incompatability of PP and α-OC components which was also supported with rheological and morphological indications. The“microstructure - rheology - thermal and mechanical property”relations of the PP-αOC blends were investigated by taking the interactions of PP and α-OCs in different concentrations into account in detail with the obtained test results, experimental studies which take place in the literature and therotical models. It was concluded that, rheology as an important characterization technique gave useful information for elucidating the microstructure and compatability of the PP-αOC blends. Also, the industrial application potential of the blends were evaluated of which properties were scientifically investigated in this study.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    97999

    Preparation and characterization of alumina powders and suspensions

    Alümina tozları ve süspansiyonlarının hazırlanması ve karakterizasyonu

    AYLİN MÜYESSER ŞAKAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2000

    Metalurji Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    PROF.DR. MUHSİN ÇİFTÇİOĞLU

    Y.DOÇ.DR. HÜRRİYET POLAT

  2. Tez No

    534834

    Alfa tipi çekirdeklendirici katkıların evsel atıklardan geri dönüştürülmüş polipropilen blendleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi

    Investigation of the effects of alpha type nucleating reagents on the recycled polypropylene blends from domestic wastes

    ECE MURAÇAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    KimyaMehmet Akif Ersoy Üniversitesi

    Malzeme Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BİRTEN ÇAKMAKLI

    PROF. DR. SERDAR SALMAN

  3. Tez No

    802453

    Parotidektominin tükürük alfa amilaz değerine etkisi

    The effect of parotidectomy on salivary alpha amylase values

    MUHAMMET RAŞİT MUHARREMOĞLU

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Kulak Burun ve BoğazSağlık Bilimleri Üniversitesi

    Kulak Burun Boğaz Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TALİH ÖZDAŞ

  4. Tez No

    232233

    Türkiye'de üretilen polipropilen filamentlerin üretim parametreleri-mekanik özellikleri-molekül yapısı arasındaki ilişkilerinin araştırılması ve bu ilişkilerin iyileştirilmesi

    A research on the relationship between process parameters, mechanical properties and molecular structure of propylene fibres produced in Turkey, and the enhancement of such relationships

    HÜSEYİN BENLİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    Tekstil ve Tekstil MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İSMAİL KARACAN

  5. Tez No

    905340

    Radyasyon kalkanı olarak uzay giysisi malzemelerinin simülasyonu

    Simulation of spacesuit materials as radiation shield

    ELİF ÇEÇEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Astronomi ve Uzay BilimleriAkdeniz Üniversitesi

    Uzay Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ BURÇİN DÖNMEZ

Geri Dön