Polipropilen ve dolgu maddeleri ile hazırlanan karışımların fiziksel ve kimyasal özelliklerinin incelenmesi
Preparation mixtures which contain polypropylene and fillers, and investigating its physical and mechanical properties
Yazar: MEHMET KODAL
Danışman: DOÇ. DR. ENVER DEMİRHAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Kaolin = Kaolin ; Polipropilen = Polypropylene ; Silan yöntemi = Silane method

Özet:
Bu çalışmada polipropilene çeşitli dolgu maddeleri katılarak mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi ve maliyetinin azaltılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, dolgu maddesi olarak değişen kütlesel yüzdelerde (%10-%40) talk, kaolin, kalsit, barit kullanılmıştır. Ayrıca, %1 ile %6 arasında değişen kütlesel yüzdelerde ve farklı iki tanecik boyutunda zeolit kullanılmıştır. Zeolitin polipropilen ile olan uyumluluğunu geliştirmek ve kompozitlerin mekanik özelliklerini iyileştirmek için, iki farklı türde ve üç farklı hacimsel oranda (%1, %2, %3) silan bağlayıcı ajanlarla (?-aminopropiltrietoksisilan ve ?-glisidoksipropiltrimetoksisilan) yüzey işlemine tabi tutulmuştur.Dolgu maddeleri ile polipropilen çift vidalı bir ekstrüder ile harmanlanmış, harmanlar ise enjeksiyon presi ile kalıplanmıştır. Elde edilen örnekler, darbe, çekme ve yaşlanma testi gibi mekanik testler ve sertlik, yoğunluk ve eriyik akış indeksi (M.F.I.) gibi fiziksel testlerle incelenmiştir.Yapılan incelemeler sonucunda, beş katkı maddesinin de polipropilene eklenmesi ile sertlik, yoğunluk ve M.F.I. değerlerinin yükseldiği tespit edilmiştir. Elde edilen kompozit malzemelerin mekanik özelliklerinin polipropilenin saf hali ile kıyaslandığında düşük olduğu gözlemlenmiştir. Özellikle düşük kütlesel yüzdelerde kalsit kullanılması durumunda, darbe dayanımı değerlerinin polipropilenin saf haliyle benzer özellikler gösterdiği tespit edilmiştir. ?-aminopropiltrietoksisilan ile yüzey modifikasyonu yapılan zeoliti içeren kompozit malzemelerin akma dayanımı ve darbe dayanımı değerlerinde yükselmeler olduğu tespit edilmiştir. ? glisidoksipropiltrimetoksisilan kullanıldığında ise, sadece kütlece %1 zeolit ve hacimce %3 epoksi silan kullanılan karışımların akma dayanımı ve darbe dayanımlarında nisbi artışlar gözlemlenmiştir. Isı ile yaşlandırma testlerinde ise yaşlandırılan gün sayısı arttıkça kompozit malzemelerde degradasyonun arttığı tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, it is aimed to improve mechanical properties and reduce the cost of polypropylene by adding various fillers. For this purpose, talc, kaolin, calcite and barite (10-40 wt % filler loadings) were used. Besides, zeolite (1-6 wt % filler loadings) with two different particle sizes was used. To improve zeolite?s harmony with polypropylene and to improve composite?s mechanical properties, in two different kinds and three different volume ratio (%1, %2, %3) surface treating was performed with silane coupling agents (?-aminopropyltriethoxysilane and ? glycidoxypropyltrimethoxysilane).Fillers and polypropylene were blended with twin screw extruder, and the blends were moulded with injection press. The obtained samples were examined with mechanical tests (such as impact test, tensile test and aging test) and physical tests (such as hardness, density and melt flow index-M.F.I)At the end of the researches it is ascertained that hardness, density and M.F.I. values were increased by addition of each fillers. It is observed that the mechanical properties of the obtained composite materials were low compared to pure polypropylene. Especially, for the usage of low loadings of calcite?s impact strength were almost same with the pure polypropylene. Increases in yield strength and tensile strength properties of composite included zeolite which were surface treated with ? aminopropyltriethoxysilane were observed. For the usage of ? glycidoxypropyltrimethoxysilane with only 1 % loadings of zeolite and 3 % volume percentage of epoxy silane, yield strength and impact strength values of the mixture were relatively increased. For the termal aging tests, it is observed that degradation of composites materials were increased according to increasing aging tests days.