Pvc profil hamuru üretiminde kullanıma uygun termal ve uv dayanımı yüksek olan yeni nesil stabilizör ve katkı malzemelerinin araştırılması
Investigation of new generation stabilizers and additives with high thermal and uv resistance suitable for use in pvc profil blend production
Yazar: İLKAN KAVLAK
Danışman: PROF. DR. GÜNEŞ SÜHEYLA KÜRKÇÜOĞLU
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Atom ve Molekül Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Kopolimerler = Copolymers ; PVC = PVC ; Plastik endüstrisi = Plastic industry ; Termoplastik malzemeler = Thermoplastic materials ; Çok atomlu moleküller = Polyatomic molecules

Özet:
Bu çalışmada, borat, barbiturat ve stereat ligandlarının geçiş metal kompleksleri ile profil hamuru üretiminde kullanıma uygun yeni nesil UV ve termal dayanımı yüksek olan plastik stabilizör ve plastik katkı maddelerinin elde edilmesi amaçlanmıştır. Komplekslerin yapısal özellikleri element analiz, termik analiz, titreşim (FT-IR, Raman) spektroskopisi, toz-X-ışınları kırınımı (PXRD), tek kristal X-ışınları kırınımı (SC-XRD), X-ışınları floresans spektroskopisi (XRF) ve UV-vis spektroskopisi yöntemleri ile incelenmiştir. Sentezlenen komplekslerin yapısal analizleri sonucunda bileşiklerin moleküler formülleri Mn(C18H36O2)2.(B4O7)∙2H2O (1.1), Cu(C18H36O2)2.(B4O7)H2O (1.2), Mn(C18H36O2)2Ni(C18H36O2)(B4O7)H2O (1.3), Cu(C4H4N2O3)2·3H2O (2.1), Cd(C4H4N2O3)2·2H2O (2.2), Sn(C4H4N2O3)3·4H2O (2.3), Mn(C4H4N2O3)2Ni(B4O7)·4H2O (3.1), Sn(C4H4N2O3)2Ni(B4O7)·2H2O (3.2) ve Sn(C4H4N2O3)2Cu(B4O7) (3.3) olarak belirlenmiştir.
Elde edilen kompleksler, jelleştirme yöntemi ile plastikleştirilmiştir. Yeni nesil termal stabilizörlerden oluşturulmuş olan PVC hamuru ISO 182-2 standardında tanımlanan termostatik analiz yöntemi ile test edilmiştir. Böylece PVC'nin termal bozunumu esnasında açığa çıkan H+ and Cl- iyonlarının yeni nesil termal stabilizörler tarafından soğurma kapasiteleri belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar ile referans hamur olarak kullanılan ticari PVC reçetesinin DHC test sonuçları karşılaştırılmıştır. Ayrıca, PVC'nin termal kararlılığına oksijen donör atomlu ligand moleküllerinin ve metal atomlarının etkisi araştırılmıştır. Komplekslerin termal kararlılıklarının 3.3 > 2.1 > 1.1> 1.2 > 2.3 > 3.3 > 2.2 > 3.2 > 3.1 sırası ile arttıkları gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlardan PVC hamurundaki mangan atomlarının iyi bir stabilizasyon sağladığı görülmüştür. Bununla beraber, stereat ve borat anyonlarının da iyi termal stabilizör davranış sergiledikleri bulunmuştur.

Abstract:
In this study, it is aimed to obtain new generation stabilizers and plastic additives with high thermal and UV resistance suitable for use in PVC profile blend production using with borate, barbiturate and stereate ligands. The structural properties of the complexes were investigated by elemental, thermal analysis, vibrational (FT-IR and Raman) spectroscopy, Powder-PXRD and single crystal X-ray diffraction (SC-XRD), X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) and UV-VIS spectroscopy methods. The synthesized complexes were given in the following molecular formula: Mn(C18H36O2)2.(B4O7)∙2H2O (1.1), Cu(C18H35O2)2.(B4O7)·H2O (1.2), Mn(C18H36O2)2Ni(C18H36O2)(B4O7)·H2O (1.3), Cu(C4H4N2O3)2·3(H2O) (2.1), Cd(C4H4N2O3)2·2H2O (2.2), Sn(C4H4N2O3)3·4H2O (2.3), Mn(C4H4N2O3)2Ni(B4O7)·4H2O (3.1), Sn(C4H4N2O3)2Ni(B4O7)·2H2O (3.2) ve Sn(C4H4N2O3)2Cu(B4O7) (3.3)
Obtained complexes were plasticated with gelation methods. The absorbing capacity of H+ and Cl- ions during the thermal degradation of PVC from new generation plastic blend obtained from the synthesized complexes was determined by dehydrochlorination test methods, which described with ISO 182-2 standard. Obtained results were compared with DHC test results of the standard commercial PVC mold, which is reference blend in this work. The thermal stabilization capacity of the complexes are increased as following: 3.3 > 2.1 > 1.1> 1.2 > 2.3 > 3.3 > 2.2 > 3.2 > 3.1 The results are shown that the best stabilization is provided with manganese atoms in the PVC mold. Additionally, stereat and borate anions show in good thermal stabilizer behavior.