Plexiglass türü malzemelerinin UV ışınları ile sertleşebilen sol-gel tekniği kullanılarak yüzey özelliklerinin modifiye edilmesi
Surface modification of the plexiglass like materials using UV curable sol-gel method
Yazar: GÜLAY BAYRAMOĞLU
Danışman: PROF. DR. ATİLLA GÜNGÖR
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Çevre ve halk sagligi kuruluslari, kaplama endüstrisine çok düsük ya da sifiruçucu organik emisyona sahip kaplama ürünleri gelistirmeleri ve üretmelerikonusunda büyük baskilar uygulamaktadir. Bu baskilar ve 1970' ler de ortaya çikanpetrole dayali enerji sorunlarinin etkisiyle farkli boyut kazanmis ve kaplamaendüstrisinde yeni tekniklerin gelistirilmesine neden olmustur. Bu gelismelerden enönemlisi süphesiz ki UV isinlari ile sertlesebilen kaplamalarin üretilmesidir. UVisinlari ile sertlesen kaplamalar %100 kati içerigine sahip, daha düsük enerjitüketimine neden olan, daha kaliteli ve en önemlisi çevre dostu kaplamalardir. Butür kaplamalarin Pazar payi uluslararasi çevre korunmasi antlasmalarinin da etkisiile her yil %5-7 oraninda artmaktadir.Sol-jel yöntemi, metal-alkoksitlerin hidroliz ve kondenzasyonu ile birinorganik ag olusturulmasi, ardindan inorganik agin bagli oldugu polimerizeolabilen gruplarin termal ya da yüksek enerjili isima yardimiyla reaksiyonvermesine dayanir. Organik polimer kaplamalarla kiyaslandiginda, hibrit sol-jelfilmleri yüksek kimyasal ve mekanik dayaniklilik, yüksek optik özellikler, farklikaplama yüzeylerine karsi daha iyi uyumluluk gösterirler. Bunlarin disinda hibritmalzemeler düsük su absorbsiyonu ve su buhari geçirgenligine de sahiptirler.Bu çalismada, UV-isinlari ile sertlesebilen üretan modifiye epoksi akrilat(UMEA) oligomeri sentezlenmistir. Bu oligomerde hem hibrit malzeme hem deüretan gruplari olusturmak için IPTMS kullanilmistir. Bu amaçla ilk adimdaakrillenmis epoksi oligomeri sentezlenmis, ikinci adimda ise oligomer üzerindekioksiran halkalarinin açilmasi ile olusan hidroksil gruplari teorik olarak belirlioranlarda IPTMS ile reaksyona sokularak üretan modifiye epoksi akrilat oligomerielde edilmistir.Daha sonra elde edilen farkli modifikasyon derecelerine sahip UMEA oligomeri,hekzandioldiakrilat, PhotomerÂ®-4006F ve fotobaslatici içeren standart bir karisimhazirlanmistir. Hazirlanan bu formülasyonlarin bir kismi camdan hazirlanmis kalipüzerine dökülerek mekanik testler için serbest film, diger kismi yüzeyi modifiyeolmus cam plakalara kaplanarak TGA (Termal Gravimetrik Analiz) ve GC-MSanalizlerinde kullanilacak serbest filmler üretilmistir. Hazirlanan formülasyonlardanarda kalan kisim ise Pleksiglas plakalar üzerine pleksiglasin yüzey özelliklerinin disetkenlere karsi iyilestirilmesi saglanmistir. Daha sonra tüm örnekler UV lambasialtinda 60 saniye süre ile sertlestirilmistir.Böylece bu polimerik filmlerin yüzey kaplama malzemesi olarak göstermisolduklari özellikler ASTM ve DIN yöntemleri ile incelenmistir.Haziran 2005 GülayBAYRAMOGLU

Abstract:
Environment and public health concerns have forced the coating industry todevelop and produce bening coating products with low or zero volatile organiccompound (VOC) emissions. These constraints and energy problems leaning againstpetrolum that occured in 1970?s; caused developments of new techniques in coatingindustry. Undoubtedly, the most important development is, the production of UVcurable coatings. UV curable coatings have % 100 solid content, lower energyconsumption, beter quality skills and cause less environmental pollution. With theeffect of international environment protection deals, market of these kind of coatingsis being increased %5-7 in each year.Sol-gel method depends on, formation of inorganic network with hydrolysisand condensation of metal alkoxides followed by a reaction of polymerisable groupson inorganic network with thermal or high energy radiation. Compared with organicpolymer coatings, the hybrid sol-gel films also manifest some advantages such aslow optical propagation loss, high chemical and mechanical stabilities as well asgood compability with different surfaces to be coated. Besides that hybrid materialshave low water absorption and water vapor permeability.In this study, UV curable urethane modified epoxy acrylate oligomer(UMEA) was synthesized. In this oligomer, 3-isosiyanatopropyltrimetoxysilan(IPTMS) was used for both synthesis of urethane groups and hybrid materials. Firstof all, acrylated epoxy oligomer was synthesized and than -OH groups, which wereformed by opening of oxirane ring on oligomer; were reacted with different theoricratios of IPTMS. By this way, UMEA oligomer was synthesized.Than, standard mixtures that consist of UMEA oligomer with variousamount silicate content, hexanedioldiacrylate (HDDA), PhotomerÂ®-4006F andphotoinitiator ( Irgacure-184) were prepeared. By pouring of a little part of thesemixtures on a glass mold, free films for mechanical tests; by pouring of a little partof these mixtures on a surface-modified glass plates, free films for TGA (ThermalGravimetry Analyse) and GC-MS analysis were obtained. The remainders of thesemixtures were applied on plexiglass plates for developing surface properties ofplexiglass against exterior effects. All these samples irradiated for 60 seconds fromone side with a UV lamp.By this way, properties of these polymeric films as surface coating materialsare investigated with ASTM and DIN standards.June 2005 GülayBAYRAMOGLU