Geri Dön

Alev geciktirici 9,10-dihidro-9-oksa-10-fosfafenantren 10-oksit (DOPO) ile fonksiyonelleştirilmiş epoksi reçine sisteminin geliştirilmesi ve karakterizasyonu

Development and characterization of flame retardant epoxy resin functionalized with DOPO

  1. Tez No: 835438
  2. Yazar: FATMA ZEYNEP ARSLAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ALTUĞ MERT SEVİM
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Kimya, Chemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 107

Özet

Epoksi reçineler, mekanik özellikleri, boyutsal kararlılığı, uygun kimyasal ve termal direnci sayesinde kaplamalar, kompozit malzemeler, yapıştırıcılar ve enjeksiyonlu kalıplama malzemelerinde kullanılmaktadır. Ancak epoksi malzemeler iyi özeliklerinin yanında kolay alevlenebilir oluşundan dolayı havacılık, otomotiv ve yapı sektöründe bazı standartlarla belirlenmiş kısıtlamalara tabidir. Mukavemet gibi özelliklerine zarar vermeden alev direncinin geliştirilmesi gerekir, bu doğrultuda istenen alev direnci özelliklerinin sağlanması için epoksiye katkılama ajanlarının optimum oranlarda eklenmesi gerekmektedir. Toksik özellikleri değerlendirilerek, çevre dostu ürünlerle alev direncinin sağlanması üzerine son yıllarda çalışmalar artmıştır. Alev direnci sağlanırken mekanik özelliklerin korunmasına yönelik yapılan bu çalışmada ilk olarak amonyumpolifosfat (APP) ile epoksilerde alev direnci geliştirilmeye çalışılmıştır. APP'nin epoksi reçine sisteminde alev direnci sağlayabilmesi için % 30' un üzerinde katkılama yapılır. Mukavemet değerlerinin yüksek katkılama oranlarında korunamaması, çalışmanın yakın konsantrasyonlarda yüksek verim sağlayan 9,10-Dihidro-9-Oksa-10-Fosfafenraten 10-Oksit (DOPO) ve türevleri ile sürdürülmesini gerekli kılmıştır. Hazırlanan deney prosedüründe öncelikli olarak mevcut epoksi reçine sisteminde DOPO' nun katkılanabileceği optimum miktar belirlenmiş, UL 94 dikey yanma testine göre %30 katkılama ile V1 seviyesinde yanma direnci elde edilebildiği görülmüştür. Azot (N) yapısı içeren amin ve aldehitlerle ligand sentezleri yapılarak organik yapıya dahil edilmiş, DOPO türevi bileşenlerin(6-(((4-hidroksifenil)amino (piridin-4-ilmetil)dibenzo)okza fosfin 6 oksit), 6-(((4-hidroksifenil)amino (piridin-2-ilmetil)dibenzo)okza fosfin 6 oksit), 6-((4-dimetilamino)fenil(4-hidroksifenil)amino)metil dibenzo okza fosfin 6 oksit) reaksiyonda hem alev geciktirici hem katalizör etkisi göstermesi beklenmiştir. Molekülün epoksi yapısına doğrudan dahil edilmesiyle yanma direnci sağlanırken, mukavemet değerlerinin korunması da hedeflenmiştir. Sentez sonucunda elde edilen en iyi numune ile metal komplekslerinin sinerjist etkisi sağlanmak üzere bakır, çinko ve kobalt ile reaksiyon gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında sentezlenen DOPO türevi bileşenin epoksi içerisindeki yanma direnci ve mukavemet değerleri modifiye edilmemiş epoksi reçine sistemiyle kıyaslanmıştır.

Özet (Çeviri)

Epoxy resins are widely used in coatings, composite materials, adhesives, and injection molding materials due to their superior mechanical properties, dimensional stability, chemical resistance, and thermal resistance. However, due to their high flammability, there are certain restrictions for their usein industries such as aviation, automotive, and construction. To enhance flame resistance without compromising other properties like strength, additives must be incorporated into epoxy resins in optimal concentrations. In recent years, there has been an increasing interest on developing environmentally friendly products while ensuring flame resistance by assessing their toxic properties. In this study, the first approach involved improving flame resistance in epoxy resins by adding ammonium polyphosphate (APP). To achieve flame resistance in epoxy resin systems, APP concentration should exceedover 30 %. However, the mechanical properties were not preserved at high concentrations of additives, which required further research with more effective chemicals such as 9,10-Dihydro-9-Oxa-10-Phosphaphenanthrene 10-Oxide (DOPO) and its derivatives. In the experimental procedure, the optimal DOPO concentration in existing epoxy resin system was first determined. It was found that 30% addition of DOPO achieved flame resistance at the V1 level in the UL 94 vertical burning test. DOPO derivative components, which included structures with nitrogen, amines, and aldehydes, were synthesized and incorporated into the organic structure. It was expected that these components would exhibit both flame retardant and catalytic effects in the reaction. By directly integrating the proposed flame retardant additives into the epoxy structure, the goal was to achieve flame resistance while maintaining strength values. The best sample obtained from the synthesis was subjected to reactions with copper, zinc, and cobalt to achieve a synergistic effect with metal complexes. Within the scope of the study, the flame resistance and strength values of the synthesized DOPO derivative component were compared to those of the unmodified epoxy resin system.

Benzer Tezler

  1. DOPO-based phosphorus and nitrogen rich flame retardant additives

    DOPO bazlı fosfor ve azot zengini alev geciktirici katkı maddeleri

    İREM GÜNDEREN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM VOLKAN KUMBARACI

  2. Alev geciktirici polyesterlerin sentezi ve kaplamalarda uygulamaları

    Synthesis of flame retardant polyesters and their applications in coatings

    ELİF OZMAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEMET VEZİR KAHRAMAN

    DR. CEMİL DIZMAN

  3. Fosfor içeren yanma geciktirici poliüretan köpüklerin geliştirilmesi

    Phosphorous and nitrogen containing flame retardant rigid polyurethane foams

    MURADULLA HAMIDOV

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    KimyaMarmara Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EMRAH ÇAKMAKÇI

    PROF. DR. MEMET VEZİR KAHRAMAN

  4. New functional polyols for polyurethanes

    Poliüretanlar için yeni fonksiyonel polioller

    BAŞAR YILDIZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET AKAR

  5. Kaju fıstığı kabuğundan elde edilen kardanolden biyo esaslı Mannich poliol sentezi ile poliüretan köpüklerin üretimi ve özellikleri

    Production and properties of polyurethane foams by bio-based Mannich polyol synthesis from cardanol obtained from cashew nutshell

    ECE DUYGU METİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Kimya MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ SENNUR DENİZ