Epoksi reçinesi ile nanokompozit sentezi
Epoxy resin nanocomposite synthesis
Yazar: İDİL BAĞCI
Danışman: PROF.DR. AHMET BİÇER
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Polimer nanokompozitler belirgin ticari potansiyel sunan özellikleresahip bir malzeme çeşididir. Genellikle bir polimer matris reçine(epoksi, doymamış polyester v.s) ve nanometre boyutlarında inorganiktaneciklerin (zeolitler, killer, silikalar vs.) bileşimi olaraktanımlanmaktadırlar. Nanokompozitler, saf polimerlerlekarşılaştırıldığında önemli derecede geliştirilmiş mekanik, termal, optikve fizikokimyasal özellikler sergilemektedirler.Bu çalışmada, matris sistemi olarak epoksi reçine, takviye sistemiolarak silika ve modifiye edici olarak polieter poliol kullanılmıştır.Çalışma sırasında, bisfenol-A yapısındaki reçine, toplam matrisinağırlıkça yüzde 1, 3, 5, 7 oranında silika ile karıştırılmıştır. Ayrıca bukarışımların her biri ağırlıkça yüzde 1, 3, 5 oranında polieter polioleklenerek nanokompozit malzemeler hazırlanmıştır.Hazırlanan malzemelerin mekanik özellikleri, termal özellikleri analizedilmiştir. Malzemelerin kırılma yüzeyleri SEM ile incelenmiştir.Eğilme dayanımı ve eğilme uzaması artan silika oranıyla azalmakta,eğilme modül değeri ise silika oranı arttıkça artmaktadır. Çekmedayanımı ve çekme uzaması artan silika oranıyla azalmaktadır. Çekmemodül değeri de silika oranı arttıkça küçük oranlarda azalmaktadır.Artan polieter poliol oranıyla eğilme uzaması ve çekme uzamasıdeğerleri artmaktadır. Diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC)termogramlarında, silika oranı arttıkça malzemenin camsı geçişsıcaklığının (Tg) arttığı ve artan polieter poliol oranıyla camsı geçişsıcaklığındaki (Tg) artışın sadece silika içeren malzemeye göre dahayüksek olduğu görülmüştür. Silika oranı artıkça malzemenin bozunmasıcaklığı da artmıştır. TGA termogramlarından alınan sonuçlar DSCsonuçlarını desteklemektedir. SEM mikrogramlarında, silika oranıartıkça daha büyük silika yığınlarının oluştuğu ve malzemede üç ayrıfazın (epoksi, silika, poliol) olduğu gözlenmiştir.

Abstract:
Polymer nanocomposites are a new class of materials that haveproperties offering sifnificant commercial potential. They are generallydefined as the combination of a polymer matrix resin (epoxy resin,unsaturated polyester etc.) and inorganic particles (zeolits, clay, silica)in the nanometer size range. These nanocomposites exhibit markedlyimproved mechanical, thermal, optical and physico-chemical propertieswhen compared with the pure polymer.In this study; as matrix system epoxy resin and as a reinforcementsystem nanometer sized silica and as a modifier polyether polyol havebeen used. During the study, bisphenole-A structured resin has beenamalgamated with silica weighting 1, 3, 5, 7 % of the total matrix.Additionally, by adding polyether polyol, at a rate 1, 3, 5 % of theweight, to each one of these mixtures, nanocomposite materials havebeen prepared.The mechanical and thermal characteristics of the prepared materialhave been analyse and the fracture surface morphology of the materialshas been examined by using SEM.Flexural strenght and strain decreases with the increasing silica ratioand Flexural modulus value increases as the silica ratio decreases.Tensile strenght and strain experience a decreases with the increasingsilica proportion and consequently, modulus value decreases. With theincreasing polyether polyol proportion, Flexural and Tensile strain alsoincrease. In differential scanning calorimeter thermograms (DSC), it hasbeen seen that when the silica proportion increases, the glasstransition temperature (Tg) increases and the increase examined inglass transition temperature (Tg) with the increase in the polyetherpolyol ratio is relatively higher than the increase in heat of materialcontaining only silica. Degradation temperatures have increased withthe increase of the silica proportion. The results obtained from TGAthermograms prove right the DSC results. In SEM micrographs, it hasbeen observed that as the silica proportion increases, larger silicaagglomerates are formed and the material has three phases (epoxy,silica, polyol)