Perlit/epoksi kompozitleri özelliklerine farklı polimer kaplamaların etkisi
Effect of different polymer coatings on perlite/epoxy composites
Yazar: ANIL SELAMİ KARA
Danışman: PROF. DR. GÜLNARE AHMETLİ ; DOÇ. DR. MUSTAFA KARAMAN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Polimer kompozitler = Polymer composites

Özet:
Bu çalışmada, doğal bir kayaç olan genleşmiş perlit tozu bisfenol-A tipi epoksi reçinede kütlece %5-20 oranında takviye olarak kullanılmıştır. Perlit yüzeyi PECVD yöntemi ile farklı polimer: poli(hekzaflorobutil akriat) ve poli(glisidil metakrilat) ince film kaplamaları ile modifiye edilmiştir. Perlitin kaplama öncesi ve sonrası kimyasal yapıları ve yüzey morfolojileri FTIR ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Kompozitlerin karakterizasyonunda X-ışını kırınımı (XRD) ve SEM kullanılmıştır. Kompozitlerin mekanik, termal özellikleri, su sorpsiyonu ve yüzey ıslanabilirlik özelliklerine perlit oranı ile farklı polimer kaplamaların etkisi araştırılmıştır. Tüm kompozitlerde perlit oranı arttıkça çekme uzaması azalmış, elastisite modülü ise artmıştır. %10 perlit oranında tüm kompozitler en yüksek çekme dayanımına sahip olup saf, PHFBA kaplı ve PGMA kaplı kompozitler için tespit edilen çekme dayanımları sırasıyla 109 MPa, 132 MPA ve 152 MPA olarak tespit edilmiştir. Genleşmiş perlitin takviye olarak kullanımı epoksi reçinenin çekme dayanımında azalmaya neden olmuştur. Ham ve polimerlerle kaplı perlitler saf epoksinin özellikle BBS, İBS, T5 ve T50 değerleri üzerinde etkili olmuştur. Saf epoksinin kalıntı miktarı %4 olduğu halde kompozitlerde bu değer %9.1-18.1 aralığında değişmiştir. %5-%15 oranında PHFBA ile kaplı perlit kompozitlerinin temas açısı (T.A.) değerleri 90°'nin üzerinde olduğu için bu kompozitlerin yüzeyleri hidrofobik bulunmuş ve en düşük su sorpsiyonu bu kompozitlerde görülmüştür. Ayrıca, perlit yüzeyinin halojen atomu içeren PHFBA ile kaplanması, kompozitin yanma özelliğini etkileyerek yanmayı geciktirici etki göstermiştir.

Abstract:
In this study, expanded perlite powder, which is a natural rock, was used as reinforcement in bisphenol-A type epoxy resin by 5-20% by mass. The perlite surface was modified with poly(hexafluorobutyl acrylate) and poly(glycidyl methacrylate) thin film coatings using the PECVD method. The chemical structures and surface morphologies of perlite before and after coating were examined by FTIR and Scanning Electron Microscopy (SEM). X-ray diffraction (XRD) and SEM were used to characterize the composites. The effects of perlite ratio and different polymer coatings on mechanical, thermal, water sorption and surface wettability properties of composites were investigated. As perlite ratio increased, tensile elongation decreased and modulus of elasticity increased in all composites. When the perlite ratio is 10%, all composites have the highest tensile strength. The tensile strengths for pure, PHFBA coated and PGMA coated composites were 109 MPa, 132 MPA and 152 MPA, respectively. The use of expanded perlite as a reinforcement caused a decrease in the tensile strength of the epoxy resin. Raw and polymer coated perlites were effective on BBS, IBS, T5 and T50 values of pure epoxy. Although the residual amount of pure epoxy is 4%, this value is between 9.1-18.1% in composites. Since the contact angle values of 5-15% PHFBA coated perlite composites are over 90⁰, the surfaces of these composites were found to be hydrophobic and the lowest water sorption was observed in these composites. In addition, coating of perlite surface with PHFBA containing halogen atom showed a fire retardant effect of the composite.