Yeni nesil hibrit nanoparçacıklar ile uyumlaştırılmış PTPE/PA6 karışımlarının mekanik, ısıl, reolojik ve morfolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical, thermal, rheological and morphological properties of PTPE/PA6 blends compatibilized with new generation hybrid nanoparticles
Yazar: AYŞEGÜL UZUNER
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET KODAL
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu tez çalışması ile ilk defa sürekli fazı poliester termoplastik elastomer (PTPE) olan PTPE/poliamit 6 (PA6) karışımları için arayüzey etkileşiminin ve uyumluluğun arttırılması için uyumlaştırıcı olarak polihedral oligomerik silseskuioksan (POSS) nanoparçacıklarının kullanılması amaçlanmıştır. Polimer karışımlarında istenilen özelliklerin elde edilebilmesi, ancak düzgün dağılımlı bir faz morfolojisi ve güçlü bir arayüzey etkileşimi ile gerçekleşebilir. Bu amaçla, çoğunlukla karışamaz karakterdeki bu polimerleri di–blok, multi–blok veya reaktif uyumlaştırıcılar yardımıyla uyumlu hale getirmek gerekmektedir. Son dönemde bir organik/inorganik hibrit nanoparçacık olan POSS esnek fiziksel ve kimyasal özellikleri, polimerlerin ve polimer karışımlarının mekanik ve ısıl özelliklerini iyileştirebilme potansiyelleri sayesinde konvansiyonel nanotaneciklere alternatif olarak ön plana çıkmaktadırlar. POSS'ların PA6 ve PTPE ile reaktif olarak bağlanabilmesi ve in–situ (yerinde) blok ve/veya aşı kopolimerlerinin oluşarak uyumlaştırmayı sağlayabilmesi için yan gruplarında epoksi (tek, üç ve çoklu epoksi gurubuna sahip olan 3 türü) fonksiyonel grupları içeren türleri kullanılmıştır. Ayrıca, tez kapsamında hiç fonksiyonel grup içermeyen bir POSS türü de fonksiyonel grupların etkinliğinin daha net bir şekilde anlaşılabilmesi için kontrol POSS türü olarak kullanılmıştır. Karışımların tamamı eriyik koşullarda, bir laboratuvar ekstrüderinde reaktif ekstrüzyon ile hazırlanmış ve enjeksiyonlu kalıplama cihazı ile şekillendirilerek standart test örnekleri elde edilmiştir. Elde edilen karışımlar reolojik, ısıl, mekanik, termo–mekanik ve morfolojik özellikler bakımından değerlendirilmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri POSS moleküllleri varlığında daha kararlı bir faz morfolojisi elde edildiğini göstermiştir. Reoloji ve mekanik analiz sonuçları PTPE/PA6 karışımları için en etkin uyumlaştırıcının çoklu epoksi fonksiyonel grubu içeren POSS olduğunu göstermiştir.

Abstract:
In this study, from the first time in the literature, it was aimed to investigate the usage of polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) nanoparticles as compatibilizing agents to improve interfacial interaction and compatibility of polyester thermoplastic elastomer (PTPE)/polyamide 6 (PA6) having continuous phase of PTPE. The performance of polymer blends is strictly dependent on the morphology of the dispersed phase and interfacial interaction between the components. Therefore, the polymer blends need to be compatibilized with di–block and multi–block reactive compatibilizers. Recently, POSSs inorganic/organic hybrid nanoparticles are used as an alternative to the traditional nanofillers since they can increase the mechanical and thermal properties of polymers. For this purpose, different POSS types were used having functional reactive epoxides (mono, triple and multiple epoxides) groups that can react with PA6 and/or PTPE chain end groups. In addition, a POSS type without reactive functional groups was also used to observe the compatibilizing effect of epoxy–POSSs. Reactive blending was carried out in a laboratory scale micro–compounder. Finally, the extrudate was injection molded to obtain standard test samples. The samples were characterized by means of rheological, mechanical, thermal, thermo–mechanilcal and morphological properties. Scanning electron microscopy analysis (SEM) showed a stable phase morphology in the presence of POSSs. POSS nanoparticle having multi epoxy reactive groups was found to the most effective compatibilizer for PTPE/PA6 blends.