Reactive processing and characterization of anhydride/hydroxyl and anhydride/epoxy functionalized blends
Anhidrid/hidroksil ve anhidrid/epoksi fonksiyonel grupları içeren polimer karışımlarının reaktif olarak işlenmesi ve özelliklerinin belirlenmesi
- Tez No: 82451
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜLKÜ YILMAZER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Reaktif Süreç, Kesikli Karıştırıcı, Çift Vidalı Ekstrüder, Polimer Karışımı, Reoloji, Durulma Spektrası. vııı, Reactive Processing, Batch Mixer, Twin Screw Extruder, Polymer Blend, Rheology, Relaxation Spectra
- Yıl: 1999
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
oz ANHİDRİD/HİDROKSİL VE ANHİDRID/EPOKSI FONKSİYONEL GRUPLARI İÇEREN POLİMER KARIŞIMLARININ REAKTİF OLARAK İŞLENMESİ VE ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ Bayram, Göknur Doktora, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Ülkü Yılmazer Eylül 1999, 128 sayfa Bu çalışmanın amacı, anhidrid/hidroksil ve anhidrid/epoksi fonksiyonel grupları içeren polimer karışımlarının kesikli karıştırıcıda karışım/tepkime özelliklerini anlamak, çalışmanın kapsamını ekstrüzyona uyarlamak, üretilen karışımların reolojik, mekanik ve ısıl özelliklerini belirlemek, ve karışımların spektroskopik ve morfolojik analizlerini yapmaktır. Anhidrid/hidroksil fonksiyondu karışımlar, stiren-maleik anhidrid (SMAH) ile politetrametilen eter glikolun (PTMEG) kanştırılmasıyla, tezgen olarak içinde su bulunan çinko asetatla birlikte ya da tezgen kullanılmadan üretildi. Anhidrid/epoksi fonksiyonel grupları içeren karışımların araştırılmasında, tepkime oluşumunu anlamak amacıyla, iki farklı sistem çalışıldı. Stiren-maleik anhidrid ile polietilen- metil akrilat-glisidil metakrilat (E-MA-GMA) karışımı, potansiyel reaktif karışım olarak seçildi. Ek olarak, SMAH ve polietilen-metil akrilat'ın (E-MA) reaktif olmayan karışımı, karşılaştırma yapmak amacıyla çalışıldı. E-MA-GMA ve E-MA reolojik ve mekanik özellikleri açısından benzer ama kimyasal olarak farklı idi. E- MA; E-MA-GMA'ın sahip olduğu epoksi fonksiyonuna sahip olmadığı için, viSMAH/E-MA karışımı reaktif değildir. E-MA-GMA veya E-MA içeren bütün karışımlara aynı süreç koşulları uygulandı. Reolojik belirleme sinusoidal kayma testi kullamlanarak, üretilen karışımların viskoelastik davranışları hakkında bilgi edinmek için yapıldı. Yığılma modülü, G, yitirilme modülü, G“ ve kompleks viskozite, rj* değerleri frekansın fonksiyonu olarak ölçüldü. SMAH/PTMEG sisteminde; içinde tezgen olan karışım, tezgensiz karışımdan daha yüksek G, G”ve rj* değerlerine sahip bulundu. SMAH/E-MA- GMA ve SMAH/E-MA karışımlarında; genel olarak reaktif karışımın G', G" ve tj* değerleri, reaktif olmayan karışımın değerlerinden daha fazla idi. Durulma spektrasının değişkenleri, deneysel sinusoidal kayma verileri ve genelleştirilmiş Maxwell modeli kullanılarak hesaplandı. Deneysel ve kuramsal değerler arasında iyi bir uyum elde edildi. Karışımlar için, çok düşük kayma değerlerindeki viskozite, ortalama durulma zamanı, plato modülü ve kenetlenme yoğunluğu gibi bazı malzeme parametreleri; sistemin lineer viskoelastik davranışı ve moleküler yapısı hakkında daha fazla bilgi sahibi olmak için belirlendi. Karışımların mekanik özellikleri; çekme kuvveti, kopmadaki uzama ve çekme modülü ölçülerek çalışıldı. SMAH/PTMEG karışımları, SMAH'in camsı yapısından dolayı kırılgandı. Buna karşın, ikinci sistemdeki karışımlar kauçuk malzemenin SMAH'a eklenmesinden dolayı daha sünek bir özelliğe sahipti. Reaktif SMAH/E- MA-GMA karışımlarının çekme kuvveti, kopmadaki uzaması ve çekme modülü, bütün ilgili kauçuk miktarlarında, reaktif olmayan karışımlardan daha fazla idi. Karışımların tepkime özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için ve diğer özellik belirleme tekniklerinin sonuçları ile doğrulama yapmak için, ısıl geçiş özellikleri ölçüldü. FTIR spektra ve karışımların morfolojisi de araştırıldı. SMAH'in camsı geçiş sıcaklığı, sisteme PTMEG'un eklenmesiyle düşme gösterdi. Anhidrid/epoksi fonksiyonel karışımlarda, reaktif karışımların camsı geçiş sıcaklığı, reaktif olmayan karışımlarınkinden az miktarda daha düşüktü. SMAH/PTMEG sisteminin FTIR analizi, kesikli karıştırma deneylerinde ester oluşumunu, ekstrüzyon deneylerinde de ektrüderdeki kısa olan tepkime zamanına bağlı olarak karboksilik asit ve ester oluşumunu gösterdi. İkinci sistemde, hem reaktif ve hem de Vİİreaktif olmayan karışımların FTIR spektrası, sistemde olan tepkimelerin karışık özelliklerinden dolayı belirgin farklılıklar göstermedi. Morfolojik analizde, çalışılan her iki sistemde de, reaktif karışımlar, reaktif olmayan karışımlardan daha küçük boyutlarda bir morfolojiye sahipti. Ek olarak, SMAH/PTMEG sisteminin karkas analizi, ekstrüderdeki morfoloji gelişimini incelemek amacıyla yapıldı.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT REACTIVE PROCESSING AND CHARACTERIZATION OF ANHYDRIDE/HYDROXYL AND ANHYDRIDE/EPOXY FUNCTIONALIZED BLENDS Bayram, Göknur Ph.D., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Ülkü Yılmazer September 1999, 128 pages The objectives of the study are to understand the mixing/reaction characteristics of anhydride/hydroxyl and anhydride/epoxy functionalized blends produced in a batch mixer, to extend the scope of the study to extrusion, and to characterize the produced blends in terms of rheological, mechanical and thermal properties and through spectroscopic and morphological analysis. The anhydride/hydroxyl functionalized blends were produced by blending styrene maleic anhydride (SMAH) with polytetramethylene ether glycol (PTMEG) in the presence or absence of hydrated zinc acetate catalyst. To investigate anhydride/epoxy functionalized blends, two different systems were studied in order to understand the occurrence of reaction. The blend of SMAH with polyethylene- methyl acrylate-glycidyl methacrylate (E-MA-GMA) was chosen as a potentially reactive blend. In addition, non-reactive blends of SMAH with polyethylene-methyl aery late (E-MA) were studied for comparison. E-MA-GMA and E-MA were similar in their rheological and mechanical properties but they were chemically different. Since E-MA does not have epoxy functionality as E-MA-GMA has, the blend of SMAH/E-MA is not reactive. The same processing conditions were applied to all of the blends containing either E-MA-GMA or E-MA. iiiIn order to get information on the viscoelastic behavior of produced blends; rheological characterization was carried out by using oscillatory shear flow test. Storage modulus, G', loss modulus, G“ and complex viscosity, r\* were measured as functions of frequency. For SMAH/PTMEG system, the blend with catalyst had higher G', G”and r\* than the blend without catalyst. For SMAH/E-MA-GMA and SMAH/E-MA blends, in general the reactive blend had higher G, G" and r\* than the non-reactive one. The parameters of relaxation spectra were calculated by using the experimental oscillatory shear data and a generalized Maxwell Model. Good agreement was obtained between the experimental and the theoretical values. Some material parameters such as the zero shear viscosity, mean relaxation time, plateau modulus and entanglement density were determined for the blends in order to get more information about the linear viscoelastic behavior and molecular structure of the systems. Mechanical properties of the blends were studied by measuring tensile strength, % elongation at break and tensile modulus. SMAH/PTMEG blends were brittle due to the glassy nature of SMAH. However, the blends in the second system were more ductile because of the addition of the flexible material to SMAH. The reactive SMAH/E-MA-GMA blends had higher tensile strength, % elongation at break and tensile modulus than the non-reactive blend for all corresponding flexible material contents. In order to get more information on the reaction characteristics of the blends and to confirm the results by other characterization techniques, thermal transitions were measured. FTIR spectra and morphology of the blends were also investigated. Tg of SMAH was lowered by the addition of PTMEG into the system. For the anhydride/epoxy functionalized blends, Tg of the reactive blends were slightly lower than that of the non-reactive ones. FTIR analysis of the SMAH/PTMEG system indicated ester formation in batch mixing experiments and carboxylic acid and ester formation in extrusion experiments due to smaller reaction times in extrusion. In the second system, the FTIR spectra of both reactive and the non- reactive blends did not show significant differences due to the complexity of the ivreactions occurring in the system. In morhological analysis, reactive blends showed finer morphology than the non-reactive ones in both of the systems studied. In addition, carcass analysis of SMAH/PTMEG system was performed in order to observe the morhology development in the extruder.
Benzer Tezler
- Reaktif ekstrüzyon yöntemiyle termoplastik elastomerler / plastikleştirici - uyumlaştırıcı / organik kil nanokompozitlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of thermoplastic elastomers / plasticizer ?compatibilizer / organoclay nanocomposites by reactive extrusion system
MOSTAFA ASGHARİ DİLMANİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDOĞAN ALPER
PROF. DR. ZAKİR M. O. RZAYEV
- Reaktif ekstrüzyon yöntemiyle polipropilen/fonksiyonel kopolimer/organik montmorillonit kil nanomalzemelerin hazırlanması
Preparation of polypropylene/functional copolymer/organo-montmorillonite clay nanomaterials by reactive extrusion
EREN ALTUNGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDOĞAN ALPER
PROF. DR. M. O. ZAKİR RZAYEV
- 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
- Gümüş içeren nanopartiküller/tuzlar ile yüklü montmorillonit esaslı nanokompozitlerin geliştirilmesi ve antikanser özellikleri
Development and anticancer properties of nanocomposites based on montmorillonit loaded with silver containing nanoparticles/salts
SEVDA ZARGAROVA
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERHAN BİŞKİN
PROF. DR. ZAKİR RZAYEV
- Yeni nesil fonksiyonel kopolimer-raft ajan/organo-silikat nanoyapılarının sentezi ve karakterizasyonu
The synthesis and characterization of novel functional copolymer-raft agent/organo-silicate nanostructures
ABDULLAH ERNUR SÖYLEMEZ
Doktora
Türkçe
2017
Kimya MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE GÜNAY KİBARER