Yeni nesil hibrit poss nano-katkıların polipropilen harmanların yanma davranışına etkisinin incelenmesi
Investigation of the new generation hybrid poss nano-additives on the flaming behaviour of pp compounds
Yazar: GİZEM TURGUT
Danışman: DOÇ. DR. GÜRALP ÖZKOÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Polipropilen (PP) sahip olduğu yüksek dayanım, kimyasal direnç, termal kararlılık, kolay işlenebilirlik ve nispeten düşük fiyatı sayesinde otomotiv, kablo, ev eşyaları, elektrik ve elektronik endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Geniş kullanım alanına sahip olmasına karşın PP'nin yüksek alevlenebilir davranışı sebebiyle bahsi geçen alanlarda kullanımı kısıtlanmaktadır. PP'nin alevlenebilirlik özelliklerini geliştirmek için genellikle alev geciktirici malzemeler kullanılmaktadır. Son zamanlarda ise artan nanoteknolojinin gelişimiyle birlikte, alev geciktiriciler ile beraber nanoparçacıkların kullanımı üzerine araştırmalar yapılmaktadır. Bu tez çalışmasında yeni nesil bir nanotakviye malzemesi olan polihedral oligomerik silseskuiokzan POSS nanoparçacıkların dört farklı türü, kabaran alev geciktirici sistemiyle (KAG) birlikte farklı oranlarda kullanılarak PP/KAG/POSS harmanları hazırlanmış ve karakterize edilmiştir. Çalışmanın ilk kısmında, farklı fonksiyonel gruplara sahip POSS nanoparçacıkları, PP/KAG harmanına toplam katkı miktarı sabit tutularak farklı oranlarda ilave edilmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında, PP/KAG/POSS harmanlarının içerisine uyumlaştırıcı olarak maleik anhidrit aşılı polipropilen ilave edilmiş ve karakterize edilmiştir. Tüm POSS türlerinin % 0,5 ilavesi ile alevlenebilirlik özelliklerinde iyileşme tespit edilmiştir. Kabaran kül tabakasının kalınlığındaki ve kararlılığındaki artışla karakterize edilen gerçek yanma özelliklerinde iyileşmeler gözlenmiştir. POSS ilavesi %-kristalinite değerini arttırırken,  darbe dayanım değerlerinde OA-POSS ve TS-POSS haricinde düşüşe neden olmuştur. PP/KAG/POSS harmanlarının içerisine PP-g-MAH ilavesi genel olarak yanma özelliklerini değiştirmezken, harmanların damlama davranışlarını arttırmıştır.

Abstract:
Thanks to relatively high strength, chemical resistance, thermal stability, process-ability and relatively low cost, PP has been extensively used in cable sheathing, commodity applications and electrics, and electronics. Despite these large application areas, the high flammability limits its applicability in many others fields. In order to improve the flame retardancy of PP, flame retardant additives are used. Recently, due to the fast advancement in nanotechnology, the combined usage of nanofillers with flame-retardants has gained interest. In this thesis work, new generation hybrid nanoparticle, polyhedral oligomeric silsesquioxanes was used together with an intumescent flame retardant (IFR) system in PP. Four different POSS types at different ratios were added to PP/IFR system. In the first part of the study, the total IFR/POSS amount was kept constant and POSS amount was changed.  In the second part, the effect of a maleated polypropylene based compatibilizer was investigated.  All POSS types improved the flame retardancy of PP/IFR system at 0.5%. The real flammability properties enhanced as revealed from the increasing char layer thickness ad char-stability in the intumescent layer.  The addition of POSS types increased the crystallinity. OA-POSS and TS-POSS improved the impact strength. The addition of PP-g-MAH did not affect the flammability but improved the dripping behavior of PP.