UHMWPE/selüloz polimer kompozitlerin hazırlanması ve uyumlaştırıcı etkisinin incelenmesi
Preparation of UHMWPE/cellulose polymer compositesand investigation of compatibilizer effect
Yazar: SONAY ÖZCAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MERVE DANDAN DOĞANCI
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Polimer kompozitler = Polymer composites ; Selüloz = Cellulose

Özet:
Ultra yüksek molekül ağırlıklı polietilen (UHMWPE), diğer polietilen (PE) türlerine göre oldukça yüksek molekül ağırlığından dolayı üstün karakteristik özelliklere ve geniş kullanım alanına sahip bir mühendislik termoplastiğidir. Selüloz ise reaktif yüzeye sahip düşük fiyatlı bir doğal polimerdir. Yüksek darbe dayanımı ve aşınma direnci sebebiyle polimer matrisi olarak tercih edilen hidrofobik yapıdaki UHMWPE'nin hidrofilik selüloz türevleriyle olan uyumu iyi değildir. Bu nedenle hidrofobik ve hidrofilik iki polimeri birleştirerek yüksek darbe direncine sahip bir kompozit elde edebilmek için uyumlaştırıcı kullanılması gerekmektedir.

Bu çalışmada hidrofobik karakterdeki UHMWPE ve hidrofilik selüloz polimerleri karıştırılıp sinterleme tekniği kullanılarak gözenekli yapıda kompozitler elde edildi. Selüloz türevi olan karboksimetil selüloz (CMC), mikrokristalin selüloz (MCC) ve nanokristalin selüloz (NCC)'nin UHMWPE matrisinde etkili bir şekilde dağılımını sağlayabilmek için maleik anhidrit aşılanmış polietilen (PE-g-MA) uyumlaştırıcı olarak kullanıldı. Elde edilen polimer kompozitlerinin hem sert hem de gözenekli olup filtre, membran vb. uygulamalarda kullanılabilmesi için UHMWPE/Selüloz/PE-g-MA kompozitleri farklı sinterleme sıcaklığı ve soğutma hızlarında hazırlandı ve sinterleme parametrelerinin kompozitlerin sertlikleri, hava geçirgenlikleri, ısısal, morfolojik ve yüzey özellikleri üzerine etkisi incelendi. Uyumlaştırıcı olarak kullanılan PE‐g‐MA'nın polimer kompozitlerin özellikleri üzerine etkileri araştırıldı.

Anahtar Kelimeler: UHMWPE, Selüloz, Kompozit, Uyumlaştırıcı.

Abstract:
Ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE), which has superior characteristic properties and wide usage area when compared to other types of polyethylene (PE), is an engineering thermoplastic due to its quite high molecular weight. Cellulose is a low-priced natural polymer with a reactive surface. The hydrophobic UHMWPE which is generally preferred as polymer matrix due to its high impact resistance and abrasion resistance is not compatible with hydrophilic cellulose derivatives. Therefore, it is necessary to use a compatibilizer to combine both hydrophobic and hydrophilic polymers to obtain a high impact resistant composite.

In this study, hydrophobic UHMWPE and hydrophilic cellulose polymers were mixed and porous composites were obtained by using sintering technique. Maleic anhydride grafted polyethylene (PE-g-MA) was used as the compatibilizer to ensure efficient distribution of cellulose derivatives, microcrystalline cellulose (MCC), carboxymethyl cellulose (CMC) and nanocrystalline cellulose (NCC), in the UHMWPE matrix. The hard and porous UHMWPE/Cellulose/PE-g-MA composites were prepared at different sintering temperatures and cooling rates to be used in industrial applications such as filter, membranes etc. and the effects of sintering parameters on the hardness, air permeability, thermal, morphological and surface properties of the composites were examined. The effects of PE‐g‐MA, which is used as a compatibilizer, on the properties of polymer composites were investigated.

Keywords: UHMWPE, Cellulose, Composite, Compatibilizer.