Doymamış poliester reçinesinin bazı nanopartiküllerle modifikasyonunun incelenmesi ve karakterizasyonu
Investigation and characterization of the modification of unsaturated polyester resin with some nanoparticles
Yazar: SELİNAY GÜMÜŞ
Danışman: PROF. DR. AYŞE AYTAÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Bor nitrür = Boron nitride ; Doymamış poliesterler = Unsaturated polyesters ; Kararlılık = Stability ; Nanopartiküller = Nanoparticles ; Reçine = Resin ; Silika jel = Silica gel

Özet:
Nanopatiküllerle güçlendirilmiş doymamış polyester (UPE), saf polimerin kendisinden daha iyi özellikler gösterir. Nano ya da inorganik dolgu maddeleri, ısıl, elektriksel, mekanik ve fiziksel özellikleri iyileştirmek için polimerik matriste kullanılmaktadır. Bu çalışmada UPE reçinesi silika (S), bor nitrür (BN) ve silika/bor nitrür hibrit (UPE/S/BN) nanopartikülleri ile farklı oranlarda modifiye edilmiştir. Polimer kompozitlerinin ısıl özellikleri iyileşirken elektriksel olarak yalıtkan kalması amaçlanmıştır. Karakterizasyon testleri ile ısıl, fiziksel, elektriksel ve yapı özellikleri incelenmiştir. Bunun için numunelere viskozite ve katı madde miktarı ölçümü, termogravimetrik analiz (TGA), Fourier dönüşümlü kızılötesi (FTIR) spektroskopisi, temas açısı ölçümü, ısıl iletkenlik katsayısı ve elektriksel hacim direnci ölçüm testleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre eklenen katkı miktarı arttıkça viskozite ve katı madde miktarında artış gözlenmiştir. FTIR spekturumlarında silika ve bor nitrüre karşılık gelen bantların, UPE reçinesindeki fonksiyonel grupların bantlarıyla çakışması nedeniyle yeni bir bant oluşumu gözlemlenmemiştir. Temas açısı ölçümü de viskozite ölçüm değerleri gibi silikanın hidrofilik yapısının reçineye etkisini doğrulamıştır. SEM analizinde, UPE numunesi pürüzsüz görünüm sergilerken, katkı içeren tüm numuneler faz ayrımı ve genel olarak heterojen bir dağılım sergilemiştir. Isıl iletkenlik katsayısı ölçümlerinde, katkı oranının artması ile nanokompozitlerin ısıl iletkenliğinde artış gözlenmiştir. TGA sonuçlarında silika ve bor nitrür katkısının varlığı reçinenin ısıl kararlılığını artırmıştır. Elektriksel hacim direnci, malzemenin elektrik yalıtkanlığının bir ölçüsüdür. Elektriksel hacim direnci en yüksek numune ağ. % 3 silika içeren UPE reçinesidir. Tüm sonuçlar değerlendirildiğinde silika ve bor nitrür katkısının, UPE reçinesindeki varlığının, belirli oranlardaki kullanımının reçine özelliklerini iyileştirdiği görülmüştür.
Anahtar Kelimeler: Bor Nitrür, Doymamış Polyester Reçinesi, Isıl Kararlılık, Nanopartikül, Silika.

Abstract:
Unsaturated polyester (UPE) reinforced with nanoparticles shows better properties than the pure polymer itself. Nano inorganic fillers are used in polymeric matrix to improve thermal, electrical, mechanical, and physical properties. In this study, UPE resin was modified with silica (S), boron nitride (BN) and silica/boron nitride hybrid (UPE/S/BN) nanoparticles at different rates. The polymer composites are intended to remain electrically insulating while improving their thermal properties. Thermal, physical, electrical, and structural properties were investigated by characterization tests. For this purpose, viscosity, and solids content measurement, thermo gravimetric analysis (TGA), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, contact angle measurement, thermal conductivity coefficient and electrical volume resistance measurement tests were performed on the samples. According to the results obtained, as the amount of additive added increased, an increase was observed in the viscosity and the amount of solids. No new band formation was observed in the FTIR spectra because the bands corresponding to silica and boron nitride overlapped with the bands of the functional groups in the UPE resin. The contact angle measurement also confirmed the effect of the hydrophilic structure of the silica on the resin, as well as the viscosity measurement values. In SEM analysis, the UPE sample showed a smooth appearance, while all samples containing additives showed phase separation and an overall heterogeneous distribution. In the thermal conductivity coefficient measurements, an increase in the thermal conductivity of the nanocomposites was observed with the increase in the additive ratio. The presence of silica and boron nitride additives in TGA results increased the thermal stability of the resin. The electrical volume resistivity is a measure of the electrical conductivity of the material. The sample with the highest electrical volume resistance is 3 wt. % silica containing UPE resin. When all the results were evaluated, it was observed that the presence of silica and boron nitride additives in the unsaturated polyester resin and the use of certain ratios improved the resin properties.
Keywords: Boron Nitride, Unsaturated Polyester Resin, Thermal Stability, Nanoparticle, Silica.