Poliamit 6/termoplastik elastomer karışımlarında esas kırılma işi: fonksiyonel hibrit nanotaneciklerin etkisi
Essential work of fracture of polyamide 6/thermoplastic elastomer blends: Effect of functional hybrid nanoparticles
- Tez No: 790223
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET KODAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 82
Özet
Bu tez çalışması kapsamında ilk defa termoplastik elastomer (TPE) ile toklaştırılmış ve hibrit nanoparçacıklar ile uyumlaştırılmış poliamit 6 (PA6) harmanlarının esas kırılma işi incelenmiştir. PA6, üstün mekanik ve ısıl özelliklere sahip olsa da boyutsal kararlılığının düşük olması, nem absorbe etmesi, nispeten düşük olan darbe dayanımı ve çentik hassasiyeti gibi nedenlerden dolayı uygulama alanı kısıtlanmaktadır. Polimerlerin dezavantaj oluşturan özelliklerini iyileştirmek için ikinci bir polimerle harmanlarını hazırlamak en yaygın kullanılan yöntemlerdendir. PA6'nın darbe dayanımını arttırmak amacıyla, genellikle elastomerlerle harmanları hazırlanmaktadır. Son yıllarda TPE, düşük kalıcı deformasyon, yüksek elastikiyet, yorulma direncinin yüksek olması gibi kauçuğumsu özellikler ve kolay işlenebilme, geri dönüştürülebilirlik gibi termoplastik özellikler göstermelerinden dolayı sıklıkla kullanılmaktadır. Bununla birlikte, birçok polimer birbirleriyle termodinamik olarak karışamaz karakterdedir. Polimer karışımlarından istenilen mekanik özelliklerin elde edilebilmesi için düzgün dağılımlı bir faz morfolojisi ve güçlü bir arayüzey etkileşimi sağlanmalıdır. Son dönemde hibrit nanoparçacıklar nispeten düşük olan fiyatları, esnek fiziksel ve kimyasal özellikleri sayesinde geleneksel nanotaneciklere alternatif olarak ön plana çıkmaktadırlar. Bu çalışma kapsamında hibrit nanotanecik olan polihedral oligomerik silseskuiokzan (POSS) ile uyumlaştırılmış PA6/TPE karışımları hazırlanmıştır. Bu amaçla, farklı yükleme oranlarında ve farklı POSS türleri kullanılmıştır. Eriyik harmanlama yöntemi ile laboratuvar ölçekli ekstrüderde karışımlar hazırlanmış ve enjeksiyonlu kalıplama yöntemiyle şekillendirilerek standart test numuneleri hazırlanmıştır. Test numunelerine farklı uzunluklarda çentikler açılarak çekme testine tabii tutulmuş ve yük-uzama eğrileri altında kalan alan kullanılarak esas kırılma işi yöntemiyle karışımların kırılma tokluğu incelenmiştir. Ayrıca kırılma yüzeyleri taramalı elektron mikroskobuyla faz morfoloji açısından incelenmiştir. POSS varlığında PA6/TPE ara yüzey gerilimi azaltılmış ve kırılma tokluğunda artış gözlemlenmiştir. En yüksek kırılma tokluğu değerleri üç epoksi grubu içeren POSS molekülü varlığında elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Within the scope of this thesis, for the first time in the literature, the essential work of fracture of thermoplastic elastomer (TPE) toughened polyamide 6 (PA6) blends compatibilized with hybrid nanoparticles was investigated. Although PA6 has superior mechanical and thermal properties, its application area is limited due to its low dimensional stability, moisture absorption, relatively low impact resistance, and notch sensitivity. To improve the disadvantageous properties of polymers, preparing their blends with a second polymer is one of the most commonly used methods. Its blends are usually prepared with elastomers to increase the impact resistance of PA6. In recent years, TPE has been used frequently due to its rubber-like properties, such as low permanent set, high elasticity, high fatigue resistance, and thermoplastic properties, such as ease of processing and recyclability. However, many polymers are thermodynamically immiscible with each other. A uniform phase morphology and a strong interfacial interaction must be provided to obtain the desired mechanical properties from polymer blends. Recently, hybrid nanoparticles have emerged as an alternative to conventional nanoparticles thanks to their relatively low prices and flexible physical and chemical properties. In this study, PA6/TPE blends compatibilized with hybrid polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) nanoparticles were prepared. For this purpose, different loading rates and different types of POSS were used. Blends were prepared in the laboratory scale extruder with the melt blending method, and standard test samples were prepared by shaping them with the injection molding method. The specimens were subjected to a tensile test by making notches of different lengths. The fracture toughness of the blends was investigated by the essential work of fracture method using the area under the load-elongation curves. In addition, the fracture surfaces were examined in terms of phase morphology by scanning electron microscopy. In the presence of POSS, PA6/TPE interfacial tension was reduced, and fracture toughness increased. The highest fracture toughness values were obtained in the presence of a POSS molecule containing three epoxy groups.
Benzer Tezler
- Yeni nesil hibrit nanoparçacıklar ile uyumlaştırılmış PTPE/PA6 karışımlarının mekanik, ısıl, reolojik ve morfolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical, thermal, rheological and morphological properties of PTPE/PA6 blends compatibilized with new generation hybrid nanoparticles
AYŞEGÜL UZUNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Polimer Bilim ve TeknolojisiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET KODAL
- Yeni nesil nanoparçacıklar ile uyumlaştırılmış PA6/TPE harmanlarının tekrarlı ekstrüzyon sonrası özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the properties of PA6/TPE blends compatibilized with new generation nanoparticles after repeating extrusion
RUMEYSA YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET KODAL
- Sürekli fazı PA6 olan pa6/termoplastik elastomer karışımlarının izotermal olmayan kristalizasyon kinetiğinin incelenmesi
Investigation of the non-isothermal crystallization kinetics of polyamide 6/thermoplastic elastomer blends with continuous phase of polyamide 6
İPEK YAKAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET KODAL
- Polystyrene-based and carbon fabric-reinforced polymer composites containing carbon canotubes: Preparation, modification and characterization
Polistiren bazlı ve karbon kumaş ile güçlendirilmiş karbon nanotüp içeren polimer kompozitleri: Hazırlanması, modifikasyonu ve karakterizasyonu
BERRAK ERKMEN
Doktora
İngilizce
2020
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖKNUR BAYRAM
- Hexagonal boron nitride reinforced thermal conductivity improved composite material design applications in electric vehicles
Hegzagonal bor nitrür takviyeli termal iletkenliği iyileştirilmiş kompozit malzeme tasarımı: Elektrikli araçlarda uygulamaları
EMRULLAH CEBE
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALAEDDİN BURAK İREZ