PBT/COPE/LDH kompozitlerinin eriyik karıştırma yöntemiyle hazırlanması, mekanik ve termal özelliklerinin incelenmesi /
Yazar: HAKAN KİREZ
Danışman: DOÇ. DR. EMRE TEKAY
Yalova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Polimer Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Kopoliesterler = Copolyesters ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Polimer kompozitler = Polymer composites ; Termal özellikler = Thermal properties

Özet:
Poli(bütilenteraftalat) (PBT); otomotiv, elektrik elektronik, beyaz eşya gibi sektörlerde tercih edilen mühendislik plastiklerinden biridir. Çeşitli dolgu, takviye edici ve katkıların kullanımıyla PBT'ın ısıl ve mekanik özelliklerinin geliştirilmesi üzerine çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmada, PBT polimerine ait ısıl ve mekanik özelliklerin, bir tabakalı çift hidroksit (LDH) nano dolgu çeşidi olan hidrotalsit ve kopoliester termoplastik elastomer (COPE) birlikte kullanımıyla geliştirilmesi amaçlanmıştır. 
Farklı oranlarda PBT, LDH ve COPE içeren polimer harmanları ve polimer kompozitleri bir çift vidalı ekstrüder kullanılarak eriyik harmanlama yöntemiyle hazırlanmıştır. Elde edilen malzemelerin morfolojik, ısıl ve mekanik özellikleri detaylı olarak incelenmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile gerçekleştirilen morfolojik analizlerde LDH dolgusunun polimer matrisi içerisinde homojen olarak dağıldığı gözlenmiştir. LDH varlığında, saf PBT'nin çekme ve eğme modülü değerleri ile sünme davranışlarında gelişmeler gözlenirken, COPE kullanımıyla kopmadaki uzama ve izod darbe dirençlerinde iyileşmeler elde edilmiştir. Shore D sertlik değerleri LDH içeren kompozitlerde artarken, COPE içeren harman ve kompozitlerde azalmıştır. DSC analizinde, COPE miktarına bağlı olarak erime entalpileri ve erime sıcaklıkları azalırken, kristalizasyon ve erime sıcaklıklarında LDH oranına bağlı olarak göreceli artışlar gözlenmiştir. Bununla birlikte, LDH'in PBT matris için nükleasyon ajanı etkisi gösterdiği belirlenmiştir. 
TGA ile gerçekleştirilen ısıl kararlılık analizlerinde, PBT içerisinde COPE kullanıldığında başlangıç bozunma sıcaklıkları artarken, LDH kullanıldığında azalmalar gözlenmiştir. LDH içeren kompozitlerin tamamında, saf PBT ve PBT/COPE harmanlarına göre yanma hızlarında azalmalar elde edilmiştir. Gerçekleştirilen UL 94 yanmazlık testlerinde, saf PBT ve PBT/COPE polimer harmanında kendini söndürebilme davranışı görülmezken, LDH varlığında saf PBT' ye yanmazlık özelliği kazandırılmıştır. Ağırlıkça %3, %5 ve %7 LDH kullanıldığında PBT'nin UL 94 dikey yanmazlık performansı V2 olarak belirlenmiştir.

Abstract:
Poly(butyleneterephthalate) (PBT) is one of the preferred engineering plastics in sectors such as automotive, electrical electronics and white goods. Various studies are carried out on the improvement of thermal and mechanical properties of PBT by using various fillers, reinforcements and additives. In this study, it is aimed to improve the thermal and mechanical properties of the PBT polymer by using hydrotalcite which is a type of layered double hydroxides (LDH) nano filler and copolyester thermoplastic elastomer (COPE).
Polymer blends and polymer composites containing different ratios of PBT, LDH and COPE were prepared by melt blending method using a twin screw extruder. The morphological, thermal and mechanical properties of the obtained materials were examined in detail. Morphological analyzes performed by a scanning electron microscope (SEM) showed that the LDH filler was homogeneously dispersed in the polymer matrix. In the presence of LDH, improvements were observed in the tensile and bending modulus values and creep behavior of pure PBT, while enhancements in elongation at break and izod impact resistance were obtained by using COPE. Shore D hardness values increased in composites containing LDH, but decreased in blends and composites containing COPE. In the DSC analysis, while the melting enthalpies and melting temperatures decreased depending on the amount of COPE, relative increases were observed in the crystallization and melting temperatures depending on the LDH ratio. It was determined that LDH acts as a nucleating agent for the PBT matrix. On the other hand, in the thermal stability analyzes performed with TGA, the onset decomposition temperatures increased when COPE was used in PBT, while they decreased when LDH wasused. In all of the composites containing LDH, reductions in decomposition rates were obtained compared to pure PBT and PBT/COPE blend. 
In the UL 94 flammability tests, no self-extinguishing behavior was observed in the pure PBT and PBT/COPE polymer blend, while in the presence of LDH, the non-flammability feature was gained to the pure PBT. UL 94 vertical flammability performance of PBT in composites containing 3%, 5% and 7% LDH was determined as V2.