Kalsiyum borat (Ca3B2O6) katkılı pet'in kimyasal bozunma davranışı ile kalsiyum borat/pet kompozitten üretilen şişelerin mekanik davranışlarının incelenmesi
Chemical decomposition behavior of calcium borate Ca3B2O6 added pet with investigation of the mechanical behavior of bottles made of calcium borate/pet composite
Yazar: ÖZDEN KOCAYAVUZ
Danışman: DOÇ. DR. BİLAL DEMİREL
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Yapılan çalışmada Polietilen Tereftalat (PET)'ın termal, kimyasal ve mekanik dayanımını özelliklerini iyileştirmek amacıyla PET içerisine farklı oranlarda Takedait (Ca3B2O6) katkısı yapılarak PET/ Ca3B2O6 kompozit şişeler üretilmiştir. PET şişe üretim prosesinde hammaddeden nihai ürüne kadar geçen süreçte PET'in kimyasal bozunmaya uğraması ile ortaya çıkan ve insan sağlığını tehdit eden yan ürünler olan asetaldehit (AA), karboksil uç grupları (COOH), dietilen glikol (DEG), izoftalik asit (IPA) gibi kimyasalların analizi ve Ca3B2O6/PET kompozitlerin mekanik ve termal özellikleri incelenmiştir. PET içerisine katkılanan Ca3B2O6 partikülleri sol-jel yöntemi ile sentezlenmiştir. İnorganik Ca3B2O6 partikülleri (ağırlıkça %0.05, %0.1, %0.2, %0.4, %0.8) ve PET granüller çift burgulu ekstrüder cihazına beslenerek PET şişe üretiminde kullanılacak olan Ca3B2O6/PET kompozit granüller elde edilmiştir. Üretilen kompozit granüller enjeksiyon makinesine beslenerek ara ürün olan Ca3B2O6/PET preformları hazırlanmıştır. Hazırlanan preformlardan gerdirme şişirme kalıplama prosesi (SBM) ile nihai ürün olan şişeler üretilmiştir. Ca3B2O6 oluşumunun incelenmesi amacıyla X-Işını Kırınım (XRD) analizi, (SEM) görüntüleri, differansiyel taramalı kalorimetre (DSC), viskozite ölçümleri ile asetaldehit (AA), karboksil grubu (COOH), dietilen glikol (DEG) analizleri yapılmıştır. Fourier dönüşümlü kızılötesi (FTIR),UV spektroskopi analizleri gerçekleştirilmiştir. Mekanik özelliklerin belirlemesi amacıyla yük taşıma kapasitesi, iç basınç dayanımı, çevresel gerilim çatlaması analizleri yapılmıştır. Çalışma sonucunda Ca3B2O6/PET şişelerin ambalajın kimyasal özellikleri üzerinde belirgin bir etkisi olmadığı ancak CO2 ve nem geçirgenliği üzerine bariyer özelliği sağlayabileceği, ambalajın yük taşıma, iç basınç dayanım ve çevresel gerilim çatlamasının önemli oranda iyileştiği görülmüştür.

Abstract:
In the study, PET / Ca3B2O6 composite bottles were produced by adding Takedait (Ca3B2O6) at different rates into PET in order to improve the thermal, chemical and mechanical strength properties of Polyethylene Terephthalate (PET). Analysis of chemicals such as acetaldehyde (AA), carboxyl end groups (COOH), diethylene glycol (DEG), isophthalic acid (IPA) and Ca3B2O6/ Mechanical and thermal properties of PET composites were investigated. Ca3B2O6 particles doped into PET were synthesized by sol-gel method. Ca3B2O6/PET composite granules to be used in PET bottle production were obtained by feeding inorganic Ca3B2O6 particles (0.05%, 0.1%, 0.2%, 0.4%, 0.8% by weight) and PET granules to the twin screw extruder. The produced composite granules were fed to the injection machine and Ca3B2O6/PET preforms, which are intermediate products, were prepared. The final product bottles were produced by the stretch blow molding process (SBM) from the prepared preforms. X-Ray Diffraction (XRD) analysis, (SEM) images, differential scanning calorimetry (DSC), viscosity measurements with acetaldehyde (AA), carboxyl group (COOH), diethylene glycol (DEG) analysis to examine Ca3B2O6 formation. analyzes were made. Fourier transform infrared (FTIR), UV spectroscopy analyzes were performed. In order to determine the mechanical properties, load bearing capacity, internal compressive strength, environmental stress cracking analyzes were carried out. As a result of the study, Ca3B2O6/PET bottles did not have a significant effect on the chemical properties of the packaging, but could provide barrier properties on CO2 and moisture permeability, and the packaging's load bearing, internal pressure strength and It was observed that environmental stress cracking was significantly improved.