Poli(epiklorohidrin-ko-(etilen oksit)-ko-(allil glisidil eter)) (GECO)'nun yapısal parametrelerinin epiklorohidrin temelli elastomerlerin mekanik ve dinamik-mekanik özelliklerine etkisi

Effect of structural parameters of poly(epichlorohydrin-co-(ethylene oxide)-co-(allyl glycidyl ether)) (GECO) on the mechanical and dynamic-mechanical properties of epichlorohydrin based elastomers

Tez No: 951904
Yazar: YALÇIN YALAKİ
Danışmanlar: PROF. DR. MURAT ŞEN
Tez Türü: Doktora
Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
Yıl: 2025
Dil: Türkçe
Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
Ana Bilim Dalı: Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
Sayfa Sayısı: 126

Özet

Epiklorohidrin (ECH) içeren elastomerler doğal kauçuğun dinamik özelliklerine sahip olmanın yanı sıra daha iyi yakıt, yağ ve kimyasal dirence sahiptir. Bu elastomerler, oksijen içeren doymuş ana zincirlere bağlı klorometil grupları sayesinde yüksek ısı dayanımına ve düşük-sıcaklık esnekliğine sahiptirler. Polimer endüstrisinde, epiklorohidrin homopolimerlerinin yanı sıra etilen oksit (EO) ve allil glisidil eter (AGE) monomerleriyle oluşturulan ko- ve terpolimerler de endüstriyel olarak üretilmektedir. Kısaca GECO olarak adlandırılan poli(epiklorohidrin-ko-etilen oksit-ko-allil glisidil eter) ter-polimerinin gelişen üretim metotları sayesinde endüstriyel kullanımı giderek artmaktadır. GECO'nun monomer oranlarına göre titreşim sönümleme ve mekanik dayanım gibi farklı fiziksel özellikleri öne çıkaran elastomerleri hazırlanabilmektedir. Bu tez çalışmasında GECO polimerlerinin farklı oranda ECH, EO ve AGE monomeri içeren türlerinin karışımları belirli reçetelere göre hazırlanmış ve bu karışamlardan hazırlanan elastomerlerin mekanik, termo-mekanik ve sönümleme özellikleri incelenmiştir. Çalışmanın amacı GECO'nun yapısal parametrelerinin mekanik ve termo-mekanik özelliklere etkisini araştırmaktır. Çalışmada GECO polimerlerinin ECH, EO ve AGE açısından farklı moleküler mimariye sahip türleri ve pişirici olarak 2,4,6-Trimerkapto-s-triazin (Tritiyosiyanürik asit) (TMT), dolgu olarak silika (Coupsil 6109), fenolik reçine ve diğer yardımcı kimyasallardan oluşan karışımları kullanılarak farklı elastomerleri hazırlanmıştır. Bu amaçla ticari olarak T3000LL, T3100, T3102, T3108 kodlarıyla Zeon firması tarafından üretilen GECO polimerleri kullanılmıştır. Hazırlanan hamurların 170, 180, 190 ve 200 °C sıcaklıklarda hareketli kalıp reometresi (MDR) kullanılarak pişme özellikleri incelenmiştir. Elde edilen MDR verileri GECO karışımlarının optimum pişme koşullarının belirlenmesinde ve pişme kinetiğinin analizinde kullanılmıştır. Optimum pişme koşulları belirlenen GECO karışımlarının daha sonra evrensel test cihazı ile mekanik özellikleri incelenmiştir. Germe-uzama eğrileri değerlendirilerek GECO elastomerlerinin yapısal özelliklerinin mekanik özelliklerine olan etkisi incelenmiştir. Dinamik-mekanik özelliklerinin incelenmesi amacıyla optimum koşullarda kürleştirilmiş disk şeklinde hazırlanan örneklerle döngülü sıkıştırma testleri yapılmış ve GECO elastomerlerinin enerji sönümleme, gerilim gevşeme ve kalıcı deformasyon özelliklerinin değişimi araştırılmıştır. Sıcaklık Taramalı Gerilme Durulma (TSSR) cihazı ile 25-300 °C sıcaklık aralığında GECO elastomerlerinin sıcaklık taramalı durulma davranışları incelenmiştir. TSSR analizleri ile GECO elastomerlerinin uzun süreli mekanik performanslarının elastomerlerin yapısal parametrelerinden nasıl etkilendiği belirlenmiştir. Yapılan değerlendirmeler sonucunda ECH, EO ve AGE monomerlerinden özellikle EO monomerinin fiziksel özelliklere etkisinin daha yüksek olduğu belirlenmiştir. EO oranı en yüksek olan T3108 ile hazırlanan elastomerin enerji sönümleme kapasitesi en yüksek iken, EO oranı en düşük olan T3100 ile hazırlanan elastomerin enerji sönümleme kapasitesi en düşüktür. EO oranının yanı sıra poli dispersite oranı ve uzun zincir dallanmasının elastomerlerin mekanik özelliklerini etkileyen önemli faktörüler olduğu belirlenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda GECO temelli elastomerlerin hazırlanması ve enerji sönümleme özelliklerine yapısal mimarinin etkisinin aydınlatılması konusunda literatüre katkı sağlamıştır.

Özet (Çeviri)

Elastomers containing epichlorohydrin (ECH) not only possess the dynamic properties of natural rubber but also exhibit superior resistance to fuel, oil, and chemicals. These elastomers have high heat resistance and low-temperature flexibility due to the chloromethyl groups attached to oxygen-containing saturated main chains. In the polymer industry, in addition to homopolymers of epichlorohydrin, co- and terpolymers formed with ethylene oxide (EO) and allyl glycidyl ether (AGE) monomers are industrially produced. Thanks to advancements in production methods, the industrial use of the ter-polymer poly(epichlorohydrin-co-ethylene oxide-co-allyl glycidyl ether), abbreviated as GECO, has been increasing. GECO elastomers can be prepared with different physical properties, such as vibration damping and mechanical strength, depending on the monomer ratios. In this thesis study, elastomer blends of GECO polymers with varying ECH, EO and AGE monomer ratios were prepared according to specific formulations, and the mechanical, thermo-mechanical, and damping properties of the obtained elastomers were examined. The aim of the study was to investigate the effects of GECO's structural parameters on mechanical and thermo-mechanical properties. In the study, different types of GECO polymers, containing varying ECH, EO and AGE monomer ratios were used to prepare various elastomers with the curing agent 2,4,6-Trimer-capro-s-triazine (Trithiocyanuric acid) (TMT) and silica (Coupsil 6109) and phenolic resin as filler materials and other auxiliary chemicals. For this purpose commercially available GECO polymers with varying monomer ratios produced by the Zeon Company under the codes T3000LL, T3100, T3102, and T3108 were used. The curing properties of the prepared formulations were examined using a moving die rheometer (MDR) at temperatures of 170, 180, 190, and 200 °C. The MDR data obtained were used to determine the optimal curing conditions for GECO mixtures and to analyze curing kinetics. After determining the optimal curing conditions, the mechanical properties of the GECO mixtures were examined using a universal testing machine. The influence of the structural properties of GECO polymers on their mechanical properties was analyzed by evaluating stress-strain curves. To investigate the dynamic-mechanical properties of GECO elastomers, cyclic compression tests were performed on disk-shaped samples cured under optimal conditions and changes in the energy damping, stress relaxation, and permanent deformation characteristics were investigated. The temperature-scanning stress relaxation (TSSR) behavior of GECO elastomers was analyzed in the temperature range of 25-300 °C using a TSSR device. Through TSSR analyses, the effects of the structural parameters of GECO polymers on their long-term mechanical performance were determined. As a result of the evaluations, among the ECH, EO, and AGE monomers, the EO monomer was found to have the most significant impact on physical properties. The elastomer prepared with T3108, which had the highest EO content, exhibited the highest energy damping capacity, whereas the elastomer prepared with T3100, which had the lowest EO content, had the lowest energy damping capacity. Besides the EO content, it was determined that poly dispersity index and long chain branching were also important factors that influenced the mechanical properties of elastomers. The results of this study contribute to the literature on the preparation of GECO-based functional elastomers and on the determination of energy dissipation properties that have not been previously presented in this field.

Benzer Tezler

Tez No
866590
İyonlaştırıcı radyasyonun poli (epiklorohidrin-ko-etilen oksit-ko-allil glisidil eter) polimerleri üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation of effect of ionizing radiation on poly(epichlorohydrin-co-ethylene oxide-co-allyl glycidyl ether) polymers
EZGİ DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve Teknolojisi Hacettepe Üniversitesi
Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT ŞEN
Tez No
799090
İyonlaştırıcı radyasyonun farklı ajanlarla kürlenmiş poli(epiklorohidrin-ko-etilen oksit-ko-allil glisidil eter) (GECO) bazlı elastomerlerın enerji sönümleme özellikleri üzerindeki etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of ionizing radiation on the energy-damping properties of poly(epichlorohydrin-co-ethylene oxide-co-allyl glycidyl ether) (GECO) based elastomers cured with different agents
PELİN TONKA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Polimer Bilim ve Teknolojisi Hacettepe Üniversitesi
Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT ŞEN
DOÇ. DR. BAĞDAGÜL KARAAĞAÇ
Tez No
721062
Yüksek sönümleme özelliğine sahip epiklorohidrin esaslı elastomerlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of high damping epichlorohydrin based elastomers
ORHAN SOYDAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisi Hacettepe Üniversitesi
Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT ŞEN
Tez No
857318
Poli (Epiklorohidrin-ko-(etilen oksit)-ko-(Allil glisidil eter)) esaslı ve silika dolgulu kompozit elastomerlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of poly (Epichlorohydrin-co-ethylene oxide-co-allyl glycidyl ether) based and silica filled composite elastomers
ARTA BABAPOUR
Doktora
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve Teknolojisi Hacettepe Üniversitesi
Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT ŞEN
Tez No
866718
Poli (epiklorohidrin-ko-etilen oksit-ko-allil glisidil eter) elastomerlerinin ısıl yaşlanma özelliklerine antioksidanların etkisi
Effect of antioxidants on thermal aging properties of poly (epichlorohydrin-co-ethylene oxide-co-allyl glycidyl ether) elastomers
CEREN GÖKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve Teknolojisi Hacettepe Üniversitesi
Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT ŞEN

Geri Dön