Çapraz bağlı polietilen ve organokil nanokompozitlerinineriyik interkalasyonuyla hazırlanması ve üretim prosesinin optimizasyonu
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Nanobilim ve Nanomühendislik Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2017
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Zafer EROĞLU
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Ahmet GÜRSES
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Polietilen polimerler, plastik dünyasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Toplam polimer pazarının %70'inden fazlasını oluşturan bu polimer grubu, kolay kullanım, kısmen düşük maliyet ve kolay işlenebilme özelliklerine sahiptir. Polietilen 150-200°C sıcaklık aralığında işlenebilen termoplastik bir polimerdir. Maksimum çalışma sıcaklığı 75°C olan malzemelerde, polietilen çokça tercih edilen polimerler arasındadır. Ancak, polietilenin yüksek sıcaklıklarda yumuşama, akma ve diğer bazı kritik mekanik özellikleri olumsuz olarak değişmekte ve bu değişim onun daha yaygın uygulama potansiyelini kısıtlamaktadır. Bu sebeple, özellikle yüksek sıcaklıklardaki bazı özel kullanım alanları, çapraz bağlı polietilen sentezi üzerine araştırmaları hızlandırmıştır. Çapraz bağlama, termoplastik polimerleri termoset polimerlere dönüştürerek, onlara daha yüksek termal ve mekanik dayanım gibi üstün özellikler kazandırabilmektedir. Çapraz bağlı polimer yapılarının sentezi için çeşitli metotlar kullanılmaktadır. Peroksit ve radyasyon ile çapraz bağlamanın yanı sıra, en önemli metotlardan birisi de, silan aşılıma-su ile çapraz bağlanma metodudur. Bu çalışmada silan bileşiği kullanılarak radikalik reaksiyonlar üzerinden ekstrüksiyonla graft edilmiş LDPE-organokil nanokompozitlerinin sentezi ve onu takiben, su ile kaynatma yapılarak çapraz bağlanmış formunun hazırlanması ve proses parametrelerinin optimizasyonu amaçlanmıştır. Bunun için, 2:1 tabakalı yapıya sahip MMT kil örneği, CTAB kullanılarak modifiye edilmiş ve böylece polimer/kil arayüzey enerjisi düşürülürek, polietilen/organokil nanokompozitlerinin hazırlanmasına çalışılmıştır. Viniltrimetoksi silan (VTMS), Benzoil peroksit (BPO) ve organokil oranları proses parametreleri olarak seçilmiştir. Ayrıca hazırlanan örneklerin, çapraz bağlanmasının gerçekleşmesi için kaynayan su içerisinde kalma süreleri de diğer bir proses parametresi olarak incelenmiştir. Bu şekilde hazırlanan nanokompozit örnekleri XRD, HRTEM, FTIR ve DSC teknikleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Yapılan FTIR ve DSC analizleri, artan VTMS oranı ile çapraz bağlı polietilen örneğinde çapraz bağ yoğunluğunun arttığını ortaya koymuştur. Optimum VTMS, BPO ve organokil oranları sırasıyla, %3,5,%1,0 ve %3,0 olarak belirlenmiştir. Ayrıca, proses değişkenlerinin istatistisel olarak optimizasyonu ve matematiksel bağıntının eldesi için, Yüzey Cevap Metodu (Response surface methodology, RSM) kullanılmıştır. Yüzde uzama için BPO, VTMS, organokil ve kaynatma süresine ait optimum değerler sırasıyla, 1,00, 2,00, 2,57 ve 12,47 olarak bulunmuştur (R2 :0,9271).