Reaktif ekstrüzyon yöntemi ile sikloolefin kopolimerlerin modifikasyonu
Modification of cycloolefin copolymers by reactive extrusion method
Yazar: MURAT TAMER
Danışman: PROF. DR. AHMET KAŞGÖZ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Tez kapsamında, üstün fiziksel özelliklere sahip yeni nesil termoplastiklerden olan
siklo-olefin kopolimerlere (COC) farklı yapıdaki vinil monomerlerin reaktif ekstrüzyon 
yöntemiyle aşılanması ve hazırlanan modifiye kopolimerlerin yapısal ve fiziksel 
özelliklerinin incelenmesi çalışmaları gerçekleştirilmiştir.
Tez çalışmalarında, peroksit tipi başlatıcıların kullanımı ile farklı yapıdaki vinil gruplu 
monomerlerin COC zincirine aşılanması lab. ölçekli çift vidalı ekstruderde 
gerçekleştirildi. Elde edilen ürünlerin yapısal ve fiziksel özellikleri kimyasal ve 
spektroskopik analiz yöntemleri ve ısıl ve mekanik testler ile analiz edilerek, monomer 
tipi ve oranı, başlatıcı tipi ve oranı, ekstrüzyon koşulları gibi bileşim ve proses 
değişkenlerinin modifiye kopolimerlerin özelliklerine etkileri incelendi.
Spektroskopik analiz yöntemi ile yapılan karakterizasyon çalışmalarında polimer 
matrisine farklı yapıdaki vinil gruplu monomerlerin başarılı bir şekilde aşılandığı 
kalitatif olarak belirlendi.
Titrasyon metoduna dayanan kantitatif analizler ile bu aşılanmaların oranlarına 
geçilmeye çalışıldı. 
Monomer miktarının ve başlatıcı konsantrasyonun artması ile aşılanma etkinliğinin 
yükseldiği gözlemlendi. Numunelerin yüzey temas açısı yöntemi ile elde edilen 
sonuçlarına bakıldığında diğer yöntemlerle elde edilen değerler ile uyum içerisinde
olduğu saf haldeki 102,5°'lik temas açısına sahip olan sikloolefin kopolimerine göre
polaritenin arttığı görüldü. NMR (Nükleer Manyetik Rezonans) analizi ile yapıya 
katılan monomerin polimerin hangi bölgesine aşılandığı bulunmaya çalışıldı, ancak 
yeterli hassaslıkta değerlendirmeler yapılamadı. Son olarak viskozimetre ölçümleriyle 
yapılan işlem sonucu polimerin molekül ağırlığının önemli ölçüde değişmediği 
belirlendi. 
Çalışmalarda elde edilen % 1,7 aşılanma oranı kısa süreli bir sistemde elde edilebilecek 
iyi bir değere sahip olduğu için çalışmanın başarılı olduğu düşünülmektedir. Tüm bu 
çıktılara bakarak, hazırlanan fonksiyonel siklolefin kopolimer (COC)'lerin COC esaslı 
polimerik harman ve kompozitlerin üretiminde matris ve/veya uyumlaştırıcı olarak 
kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In the scope of thesis study, it was studied on the subjects of grafting of various vinyl 
monomers onto the cyclic-olefin copolymer which are considered as the novel type 
thermoplastics by reactive extrusion methods and investigation of structural and 
physical properties of modified copolymers.
Reactive grafting of various types of vinyl monomers onto the COC structure was 
performed in a laboratory scale twin screw extruder by using of different types of 
peroxide initiators. Structural and physical properties of modified products were 
quantified by the chemical and spectroscopic analyses, thermal and mechanical tests. 
Thus, the effects of compositional and processing variations such as type and amount of 
monomer and initiator and extrusion conditions on the properties of modified 
copolymers.
By characterization studies based on spectroscopic methods, it was qualitatively 
specified that vinyl groups which have different chemical structures were grafted on the 
polymer matrix successfully.
With quantitative analyses based on titration method, it was tried to determine grafting 
ratio of samples prepared by reactive extrusion method. Increasing amount of monomer 
and initiator concentration resulted in an increase on the grafting ratio. When the 
samples' contact angle and wetting properties specified by surface contact angle 
analysis are compared with results obtained other methods, it can be seen that they are
in good agreement and the polarities of the processed samples were higher than pure 
cycloolefin copolymer surface polarity value which is 102,5°. Also, studies were carried 
out to find where the monomer is grafted on polymer structure by using NMR 
spectroscopy analysis. However, it couldn't be determined. By measuring viscosities of 
samples processed by thermal and chemical treatments, it was concluded that polymer 
molecular weight was not altered substantially.
This study is considered as successful since 1.7% grafting ratio is achieved in a 
relatively fast process. Considering all the outputs of this study, it is thought that 
functional cycloolefin copolymers modified can be used to produce COC based 
polymeric blends and composites as compatibilizers and/or matrix.