Süperhidrofobik poliüretan sentezinde kullanılacak akrilik poliol sentezi
The synthesis of acrylic poliols to be used in superhydrophobic polyurethane production
Yazar: SEZGİN KOÇ
Danışman: PROF. DR. HÜSNÜ YILDIRIM ERBİL
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Günümüz dünyasında, otomotiv, havacılık sanayi gibi endüstrilerde makinelerin dış ortam etkilerinden korunması amasıyla geliştirilen teknolojiler, gittikçe önem kazanmaktadır. Bu bağlamda makinelere atılacak son kat boyanın gerek dış ortam koşullarına gerek kimyasal maruziyete karşı yüksek dayanım göstermesi gerekmekte, uygulamasının kolay olması ve uygulama süresinin kısa olması istenmektedir. Bu isteklerin karşılanabilmesi içim özel reçinelerin geliştirilmesi gerekmektedir. Akrilik polioller ile sentezlenen akrilik PU reçineler bu ihtiyacı karşılamaktadır. Yerli sanayide akrilik poliol sentezinin olmaması ve dünyada sayılı firmanın akrilik poliol üretimi teknolojisine sahip olması bu tezin hazırlanmasındaki temel gerekçelerden biridir.
Bu tez çalışmasının ilk aşamasında hidroksil değeri, kaplama uygulaması için yeterli olacak akrilik polioller sentezlendi, akabinde sentezlenen akrilik poliollerin performans ölçümleri için bu polioller ile yapılan kaplamaların mekanik direnci, temas açısı gibi özellikleri incelendi. Akrilik poliol sentezinde monomer olarak, 2-hidroksietilmetakrilat, n-bütil akrilat, metil metakrilat, solvent olarak toluen, bütil asetat, ksilen, başlatıcı olarak benzoil peroksit, tertbütil peroksibenzoat denendi. Akrilik poliol reaksiyonu katı madde tayini ile izlendi ve sonrasında viskozite, OH tayini ve asitlik ölçümleri ile poliol analiz edildi. Sentezlenen poliollerden % OH değeri en yüksek olanı 1,297 ile S5 kodlu polioldür. Uygun görülen polioller, hekzametilen diizosiyanat ile toluen içinde karıştırılarak kaplama çözeltisi haline getirildi. Kaplama işlemi daldırma ve püskürtme metotlarıyla yapıldı. Alüminyum ve cam üzerine yapılan kaplamaların özellikleri, kalem sertlik testi ve temas açısı ölçümleriyle belirlendi. Daldırma metoduyla yapılan kaplamalarda yüzey sertliği 5H olan 5S, 6S, 7S kodlu polioller püskürtme metodunda da kullanıldı. Silika katkıları kullanılarak, yüzeylere süperhidrofobik özellik kazandırılmaya çalışıldı.

Abstract:
In today's world, the technologies developed with the aim of protecting the machines from external effects in the industries such as automotive and aviation industry are gaining more and more importance. In this context, the finishing paint to be applied to the machines should show high resistance against both external conditions and chemical exposure, it is desired to be easy to apply and to have a short application time. In order to meet these demands, special resins need to be developed. Acrylic PU resins synthesized with acrylic polyols meets this need. The lack of acrylic polyol synthesis in the domestic industry and the fact that few companies in the world have acrylic polyol production technology is one of the main reasons for the preparation of this thesis.
In the first stage of this thesis, hydroxyl value, acrylic polyols, which will be sufficient for coating application, were synthesized, and then the properties such as mechanical resistance, contact angle of the coatings made with these polyols were examined for performance measurements of the acrylic polyols synthesized. In acrylic polyol synthesis, as monomers 2-hydroxymethyl methacrylate, n-butyl acrylate, methyl methacrylate, as solvents toluene, butyl acetate, xylene, as initiators benzoyl peroxide and tertbutyl peroxybenzoate, were used. The acrylic polyol reaction was monitored by solid matter determination, and then the polyol was analysed by viscosity, OH determination and acidity measurements. Of the synthesized polyols, the highest OH value is the S5 coded polyol with 1,297.
Suitable polyols were mixed with hexamethylene diisocyanate in toluene to form a coating solution. Coating process was done by dipping and spraying methods. The properties of the coatings made on aluminium and glass were determined by pencil hardness test and contact angle measurements. 5S, 6S, 7S coded polyols with surface hardness 5H in coatings made by dipping method were also used in the spraying method. By using silica additives, it has been tried to impart super hydrophobic properties to the created surfaces.