Farklı kaydırıcı katkılarının şişirme yöntemiyle üretilen polipropilen filmlerin fiziksel özelliklerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of various slip additives on the physical properties of polypropylene film produced by blown film extrusion method
Yazar: ZEYNEP TOPAL
Danışman: DOÇ. DR. NEVRA ERCAN
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında farklı kimyasal yapılara sahip yağ asidi amidlerinin kaydırıcı katkı maddesi olarak farklı oranlarda heterofazik polipropilen matrisine ilave edilmesi ile şişirme film yöntemi ile farklı bileşimlerde filmler üretilmiştir. Kullanılan kaydırıcı katkı maddesinin yapısına ve oranına bağlı olarak polimer işleme için önemli bir parametre olan sürtünme katsayısına etkileri ile mekanik ve termal davranışlarına etkileri incelenmiştir.
Polimer olarak, son ürün kullanım amacına uygun olacak şekilde heterofazik polipropilen kopolimeri seçilmiş ve eriyik harmanlama yöntemi ile kaydırıcı katkı malzemeleri polimer matrisine ilave edilmiştir. Kaydırıcı katkı maddesi olarak endüstride de en yaygın olarak kullanılan yağ asidi amitlerinden oleamid, erukamid ve steramid tercih edilmiştir. Bu katkılar üretim esnasında polimere ağırlıkça %1, %3 ve %5 oranlarında beslenmiştir. Hazırlanan kompoundlar daha sonra şişirme film yöntemi ile film olarak şekillendirilmiştir. %7 oranında beslenen kaydırıcı katkı malzemesi ile yapılan üretimde katkı malzemesinin yüzeyde birikmesi sonucu üretim başarıyla tamamlanamamış ve bu oran ile denemelere devam edilmemiştir. Kullanılan kaydırıcı katkı maddesinin polipropilen esaslı ambalaj filmlerinin termal ve mekanik özelliklerine etkileri incelenerek kullanın kaydırıcı katkı malzemesinin yapısına ve oranına bağlı olarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Kullanılan kaydırıcı katkı maddelerinin heterofazik polipropilen matrisin termal özelliklerine belirgin bir etkisi gözlenmemiştir. Kaydırıcı katkıların polimer matriste kristal bölgeler ve amorf bölgeler arasında ara yüzeyde kaymaya aracılık ettiği buna bağlı olarak modül değerlerin düştüğü tespit edilmiştir. Ağırlıkça %3 oranında kullanılan kaydırıcı katkı maddesi ilavesi ile polimer işleme için önemli bir parametre olan iç-metal, dış-metal sürtünme katsayısı değerlerinin katkısız polimer filme göre %50'den fazla oranda azaldığı görülmüştür.

Abstract:
In this thesis, a comprehensive study was conducted on films with different compositions. These films were produced by the blown film method, with fatty acid amides of varying chemical structures added to the heterophasic polypropylene matrix at different ratios as slip additives. The effects on the coefficient of friction of films, a crucial parameter for polymer processing, and the mechanical and thermal behaviors of the film were thoroughly investigated. The structure and ratio of the used slip additive were carefully considered, ensuring a comprehensive understanding of their effects.
As the polymer, heterophasic polypropylene copolymer was selected considering the final product application, and the slip additives were added to the polymer matrix by melt mixing method. Oleamide, erucamide and ceramide, the most commonly used fatty acid amides in the industry, were selected as slip additives. These additives were added to the polymer matrix at 1, 3, and 5 wt % ratios. The compounds were produced as films using the blown film technique. The films with 7 wt. % slip additive was not applicable due to the accumulation of the additives on the film surface and no further productions were conducted with this ratio.
The effects of the slip additives on the thermal and mechanical properties of polypropylene-based packaging films were investigated and compared depending on the structure and applied ratio of the additives. On the thermal properties of heterophasic polypropylene matrix no remarkable effect was observed with the addition of slip additives. It was concluded that the slip additives facilitate sliding at the interface between crystalline and amorphous regions in the polymer matrix, which leads to a decrease in modulus values. It was found that the internal-metal and external-metal friction coefficient values, which are essential parameters for polymer processing, decreased by more than 50% with the addition of a 3 wt. % slip additive compared to the neat polymer film.