Investigation of the thermal and rheological properties of PET/PBT blends
PET/PBT harmanlarının termal ve reolojik özelliklerinin incelenmesi
- Tez No: 714245
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 77
Özet
Polimer malzemelerin kullanımı, kolay işlenebilmeleri ve düşük maliyetleri sebebiyle günümüzde giderek yaygınlaşmaktadır ve endüstride sıklıkla kullanılmaktadır. Polimer harmanlama, avantajlarından açıkça ödün vermeden istenen özellik kombinasyonlarına sahip yeni bir kompozit elde etmek için basit, etkili ve düşük maliyetli bir yaklaşımdır. Polimer harmanları, iki ya da daha fazla polimerin fiziksel karışımı ile meydana gelmektedir. Poli(bütilen tereftalat) (PBT) ve poli(etilen tereftalat) (PET), endüstrideki en önemli aromatik-alifatik polyester sınıfına ait reçinelerinden ikisidir. PET ve PBT'nin kimyasal yapıları birbirine benzerdir ve yüksek sıcaklıklarda transesterifikasyon reaksiyonuna girebilirler. Bu nedenle, uyumlaştırıcıların kullanılmasına gerek kalmadan amorf halde birbirine karışmış bir harman oluştururlar. PET reçinelerinin işlenmesi yavaş kristallenme hızı, yüksek ısı sapma sıcaklığı, düşük erime mukavemeti ve sertliği sebebiyle zordur. PBT yapısındaki esnek butilen grupları sayesinde daha yüksek kristalizasyon hızına ve daha iyi eriyik mukavemetine sahip olduğu için proses edilmesi daha kolaydır. PBT'yi PET ile karıştırmak, iyi mekanik ve yüksek elektriksel yalıtım özelliklerine sahip bir ürün sağlar ve işlenebilirliği, yüzey görünümünü, ısı sapma sıcaklığını, darbe dayanımını ve boyutsal kararlılığı geliştirir. Bu özellikler sayesinde mekanik, yüksek ısı ve kimyasal dayanım gerektiren otomotiv parçalarında, ev ve mutfak aletlerinde kullanılmaktadır. Bu karışımlar, pürüzsüz ve parlak yüzey çekiciliği gerektiren cihazların görünür parçalarının üretilmesi için de kullanılır. PET ve PBT'yi karıştırmak üstün özelliklere sahip yeni yapıların elde edilmesini sağlarken bu yapılar kırılganlık, nispeten düşük mekanik özellikler gibi dezavantajlara da sahip olabilir. Harmanlar oluşturulurken zincir uzatıcı kullanmak polimerlerin kesme incelmesi, kesme ve uzama viskozitesi, eriyik elastikiyeti ve eriyik mukavemeti davranışında ve dolayısıyla son ürünün performansında iyileşmelere neden olabilir. Bu tez çalışmasında, PET/PBT harmanları çift vidalı ekstrüder kullanılarak üretilmiştir. Ekstrüder ile üretilen pelletler daha sonra enjeksiyon kalıplama kullanılarak test numuneleri haline getirilmiştir. Zincir bağlayıcı ajan olarak ticari adı Joncryl ADR 4368 ® olan epoksi reaktif gruplara sahip multi-fonksiyonel stiren akrilik katkı malzemesi kullanılmıştır. Öncelikle, PET ve PBT numuneleri ekstrüde edilmiştir. Daha sonra elde edilen numunelere ağırlıkça % 0.75 oranında Joncryl katkı malzemesi fiziksel olarak karıştırılarak ekstrüderde pelletler üretilmiştir. Harmanlar hazırlanırken PET, PBT içerisine ağırlıkça % 25, 50 ve 75 oranlarında eklenmiştir. Joncryl, PBT/ PET harmanlarına eklenirken PBT, PET ve Joncryl katkı malzemesi fiziksel olarak karıştırılarak ekstrüderde pelletler üretilmiştir. Bu tez çalışmasında, farklı oranlarda PET kullanmanın ve zincir uzatıcı ilavesinin PET/ PBT harmanları üzerine etkisi incelenmiştir. Geliştirilen harman malzemelerin termal özellikleri ve kristalizasyon davranışları, diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Reolojik özellikleri rotasyonel reometre kullanılarak incelenmiştir. Numunelerdeki yapısal değişiklikleri gözlemlemek için Fourier Dönüşümlü Kızılötesi (FTIR) Spektroskopisi kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
The use of polymer materials, due to their easy processing and low cost, is becoming increasingly common today and is frequently used in the industry. Polymer blending is a simple, effective, and cost-effective approach to obtaining a new composite with desired combinations of properties without overtly compromising its advantages. Polymer blends are formed by the physical mixing of two or more polymers. Poly(butylene terephthalate) (PBT) and poly(ethylene terephthalate) (PET) are two of the most important aromatic-aliphatic polyester resins in the industry. PET and PBT have similar chemical structures and can undergo transesterification reactions at high temperatures. Therefore, they form a miscible blend in the amorphous state without the need for compatibilizers to be used. PET resins are difficult to process due to their slow crystallization rate, high heat deflection temperature, low melt strength, and hardness. Thanks to the flexible butylene groups in the PBT structure, it is easier to process because it has a higher crystallization rate and better melt strength. Blending PBT with PET provides a product with good mechanical and high electrical insulating properties and improves machinability, surface appearance, heat deflection temperature, impact strength, and dimensional stability. Through these features, it is used in automotive parts, household and kitchen appliances that require mechanical, high heat, and chemical resistance. These blends are also used to produce visible parts of devices that require a smooth and glossy surface appeal. While blending PET and PBT provides new structures with superior properties, these structures may also have disadvantages such as brittleness and relatively low mechanical properties. Using chain extenders when forming blends can result in improvements in the shear thinning, shear and elongation viscosity, melt elasticity and melt strength behavior of polymers, and thus in the performance of the final product. In this thesis, PET/PBT blends were produced using a twin-screw extruder. The pellets produced with the extruder were then formed into test specimens using injection molding. Multi-functional styrene-acrylic additive with epoxy reactive groups, whose trade name is Joncryl ADR 4368 ®, was used as the chain extender agent. First, PET and PBT samples were extruded. Afterward, 0.75% by weight Joncryl additive was physically mixed with the obtained samples, and pellets were produced in the extruder. While preparing the blends, PET was added to PBT at rates of 25, 50, and 75% by weight. While Joncryl was added to the PET/PBT blends, pellets were produced in the extruder by physically mixing the PBT, PET, and Joncryl additive material. In this thesis, the effects of using different ratios of PET and adding chain extender on PET/PBT blends were investigated. The thermal properties and crystallization behaviors of the developed blend materials were investigated using the differential scanning calorimetry (DSC) method. The rheological properties were investigated using a rotational rheometer. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy was used to observe the structural changes in the samples.
Benzer Tezler
- Thermal stability investigation of recycled polyethylene terephthalate (PET) through dynamic rheological measurements
Geri dönüştürülmüş polietilen tereftalat'ın termal kararlılığının dinamik reolojik ölçümlerle incelenmesi
MERVE GÜÇLÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR
- Investigation of joncryl chain extender reactivity with amorphous and semicrystalline polylactide
Joncryl zincir uzatıcının reaktivitesinin amorf ve yarı kristalin polilaktit ile incelenmesi
YAVUZ AKDEVELİOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR
- Production and characterization of polyester/poly(methyl methacrylate) and acrylonitrile butadiene styrene terblends and nanocomposites
Poliester/polimetil metakrilat/akrilonitril stiren bütadien üçlü karışımları ve nanokompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
MEHMET ALİ ORAL
Doktora
İngilizce
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI
DR. OSMAN GÖKHAN ERSOY
- Mikrokapsüllenmiş faz değiştiren maddelerin bitüm üzerindeki termal ve reolojik özelliklerinin araştırılması
Investigation of the thermal and rheological properties of microencapsulated phase change materials on bitumen
KAAN ÇAKTI
- PLA/POM karışımlarının mekanik, reolojik, ısıl ve morfolojik özelliklerine yeni nesil hibrit nanotaneciklerin etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of new generation hybrid nanoparticles on mechanical, rheological, thermal and morphological properties of PLA/POM blends
YONCA KARTAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Polimer Bilim ve TeknolojisiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET KODAL