Bor endüstrisi katı atığı-PVC kompozit malzemelerinin karakterizasyonu ve birleşim oranlarının malzemelerin yüzey enerjisinin dağılım bileşeni üzerine etkisinin incelenmesi
Characterization of boron industry solid waste-PVC composite materials and investigation of the combininig ratio effect on dispersive component of surface energy of materials
Yazar: HAYRULLAH ÇETİNKAYA
Danışman: YRD. DOÇ. DR. DEMET TOPALOĞLU YAZICI
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Bor = Boron ; PVC = PVC ; Polimer kompozitler = Polymer composites

Özet:
Bu çalısmada; polivinilklorür (PVC) dağıtıcı faz içerisine, farklı oranlarda(kütlece % 5, % 10 ve % 20) Etibor A.S. Kırka Boraks fabrikasının üretim atığı olan veortalama % 22 oranında bor içeren birinci kil pestili destek malzemesi kullanılarakçözeltilerin birlestirilmesi yöntemiyle kompozit malzemeler hazırlandı. Ayrıca PVCdağıtıcı faz içine bu isletmenin ürünlerinden biri olan Etibor-48 (boraks pentahidrat) dekütlece % 10 oranında eklenerek bir kompozit malzeme hazırlandı. Bu çalısmanınamacını belirlemede en önemli etken; bor endüstrisi üretim atığında bulunan borunkazanımı yapılmadan doğrudan kullanılarak yeni bir malzemede değerlendirilebilirliğiniarastırmaktır. Bu nedenle hazırlanan malzemelerin bazı özellikleri incelendi ve birlesimoranlarının malzemelerin yüzey enerjileri üzerine etkisi belirlendi. Öncelikle,hazırlanan malzemelerin ve bilesenlerinin yüzey enerjisinin dağılım bilesenleri sonsuzseyrelme bölgesinde Ters Gaz Kromatografisi (TGK) ile belirlendi. Elde edilen yüzeyenerjisinin dağılım bilesenleri değerlerinin kompozit içindeki artan kil yüzdesiyle arttığıgörüldü. Malzeme yüzeylerinin benzerliklerine iliskin bilgi verdiği bilinen yüzeyenerjisinin dağılım bileseni değerleri incelendiğinde; bu çalısmada hiçbir kimyasaluygulanmayan destek malzemeleri yüzey enerjisinin dağılım bilesenleri değerlerinindiğer yaygın olarak kullanılagelen destek malzemelerinin yüzey enerjisinin dağılımbilesenleri değerlerine göre dağıtıcı faza daha yakın olduğu gözlendi. TGK'da çalısmasartlarını belirleyebilmek amacıyla malzemelerin ısı etkisi altındaki davranıslarıincelendi. Kompozitlerde ısıl kararlılığının dağıtıcı faza göre daha yüksek olduğu vedestek malzemesi miktarının artmasıyla arttığı belirlendi. Daha sonra kompozitmalzemeler ve bilesenlerin yapılarındaki değisiklikleri incelemek amacıyla dağılmısyansımalı infrared Fourier transform spektroskopisiyle spektrumları alındı,kompozitlerin yüzey yapıları SEM ile görüntülendi ve XRD ile X ısını dağılımı kırınımdesenleri incelendi. Ayrıca kompozitlerin mekanik özellikleri ile ilgili bir öngörüedinebilmek için çekme dayanımı deneyleri yapıldı.

Abstract:
In this study, composite materials were prepared by solution blending methodusing polyvinyl chloride (PVC) as matrix and different proportions of (5, 10 and 20 wt%) boron clay which is an industrial waste of Etibor Inc. Kırka Borax plants includes 22wt % boron, as filler. Besides these, another composite material was prepared bycombining 10 wt % of a final product of this factory in PVC matrix, called Etibor-48(borax pentahydrate). The most important factor in determining the purpose of thisstudy is to research the evaluation of the usage of boron in boron waste directly in a newmaterial without any recovering process. For this purpose, some proporties of preparedmaterials were investigated, and the effect of the weight proportion of filler on surfaceenergy values of materials was determined. Firstly, the dispersive component of thesurface energies of prepared composites and composite components were determined byIGC at the infinite dilution region. The dispersive component of the surface energyvalues were increased with the increasing filler ratio in composites. the dispersivecomponent of the surface energy values are known as providing an information of thesimilarity relation of material surfaces. The fillers have been used in this study withoutany chemical treatment; have closer the dispersive component of the surface energyvalues to the matrix than commonly used fillers. The thermal behaviors of materialswere examined for determining the experimental conditions of IGC. It was determinedthat the thermal stabilities of composites were higher than the matrix and increased withincreasing filler content. The spectrums of composites and composite components wererecorded by DRIFTS for examining the structural changes. Surface structure images ofcomposites determined by SEM, and X-ray diffraction pattern were analyzed by XRD.In addition; to get a foresight for the mechanical properties of composites,the tensile strength tests were performed.