Farklı silan uyumlaştırıcıların termoplastik poliüretan/diatomit kompozitlerin mekanik, fiziksel ve termal özelliklerine etkisi
Effect of different silane modifiers on mechanical, physical and thermal proporties of thermoplasticpolyurethane / diatomite composites
Yazar: FATMA KÜÇÜK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YASİN KANBUR ; DR. ÜMİT TAYFUN
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Bu çalışma ile, sürtünmeye ve aşınmaya karşı dirençli, uzama kapasiteleri yüksek, belirli ölçüde sıcaklığa dayanabilen ve darbe emici yapıya sahip olan termoplastik poliüretenların (TPU), doğal bir takviye malzemesi olan diatomit kullanılarak özelliklerinin geliştirilmesi amaçlanmıştır.

Bu çalışmada, matris olarak termoplastik poliüretan (TPU), kompozitlerde dolgu maddesi olarak diatomit (KG) kullanılmıştır. Diatomitin yüzey modifikasyonu için dört farklı silan uyumlaştırıcı kullanılmış ve kompozitlerin mekanik, morfolojik ve ısısal özellikleri incelenmiştir. Modifiye edilmiş ve saf KG'un yüzey fonksiyonelliklerini karakterize etmek için SEM-EDX ve FTIR spektroskopi yöntemi kullanılmıştır. Kompozitler eriyik karıştırma yöntemi kullanılarak imal edilmiş ve enjeksiyonla kalıplanmış test numuneleri çekme, sertlik, eriyik akış indeksi (MFI), termogravimetrik analiz (TGA) ve taramalı elektron mikroskopisi (SEM) testleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Test sonuçlarına göre, KG ilaveleri kompozitlerin mekanik ve ısısal özelliklerini olumlu yönde etkilemektedir. Diatomitin yüzey modifikasyonu polimer matrisi ve dolgu malzemesi arasında daha iyi arayüzey etkileşimi sağladığı için TPU / modifiye diatomit kompozitleri için daha iyi mekanik, ısısal ve morfolojik özellikler elde edilmiştir. Silanlayıcının epoksi fonksiyonel grubu ile poliüretan segmenti arasındaki daha iyi arayüzey etkileşimi nedeniyle en iyi sonuçlar [3- (2,3-Epoksipropoksi) -propil] -trimetoksisilan modifiye diatomit (EPS-KG) / TPU kompoziti için elde edilmiştir.

Abstract:
The aim of this study is to improve the mechanical, thermal and morphological properties of thermoplastic polyurethanes (TPU) which are resistant to friction and abrasion, high elongation capacities, resistant a certain degree of temperature and shock absorbing structure by using diatomite which is natural filler. 

In this study, thermoplastic polyurethane (TPU) was used as a matrix and diatomite (KG) was used as a filler in the composites. Four different silan coupling agents were used to examine the mechanical, morphological and thermal properties of composites. SEM-EDX and FTIR spectroscopy methods were used to characterizate the surface functionalities of modified and pristine KG.  Composites were fabricated using melt blending method and injection molded test samples were characterized using tensile, hardness, melt flow index (MFI), thermogravimetric analysis (TGA), and scanning electron microscopy (SEM) tests. According to test results, additions of KG effect mechanical and thermal properties of composites positively. Surface modification of the diatomite used provide better interfacial interaction between polymer matrix and filler material yield better mechanical, thermal and morphological properties were obtained for TPU/modified diatomite composites. The best results were obtained [3-(2,3-Epoxypropoxy)-propyl]-trimethoxysilane modified diatomite (EPS-KG)/TPU composite due to the better interfacial interaction between epoxy functional group of silanization agent and polyurethane segment.