DOPO içeren monomerlerin sentezi, karakterisazyonu ve poliester, poliüretan formülasyonunda kullanılarak alev geciktirici özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of DOPO based on flame retardants and its application to polyurethane and polyester formulation
Yazar: MELEK DEDE
Danışman: PROF. DR. TARIK EREN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Günümüzde yanmazlık seviyesini artırmak için çoğunlukla halojen bazlı katkı maddeleri kullanılmaktadır. Halojenli alev geciktiricilerden olan polibrom difenil ether (PBDE) 'lerden pentaBDE ve octaBDE 2004 yılında kullanımı yasaklanmıştır. Üçüncü bileşik olan decaBDE Avrupa Yüksek Mahkemesinin kararı ile 1 Nisan 2008 de yasaklanmıştır. Bu bileşiklerin, Kuzey Amerika'da 2010 yılına kadar kullanılmasına rağmen yatak ve elektronik pazarında kullanılması yasaklanmıştır. Günümüzde inorganik esaslı katkı maddeleri de alev geciktirici özellik kazandırmak için polimerlere katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Örneğin çinko borat polimerlerde ve boyalarda katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. İnorganik katkı maddelerinin polimer matriksi içerisinde agregatlar oluşturması, faz ayrımı oluşturarak iyi bir dağılım göstermemesi, ekstrüder makinasında aşınma gibi etkilerinden dolayı bazı dezavantajları bulunmaktadır.Bunun yanısıra, yüzeyden salınım yapması çevre kirliliğine neden olmaktadır. Bu problem çinko boratlar haricinde, düşük molekül ağırlıklı,  inorganik ve organik esaslı katkı maddeleri için de geçerlidir. Halojen esaslı katkıların insan ve çevre sağlığına olumsuz etkilerinden dolayı, alternatif alev geciktiricilere ihtiyaç duyulmuştur. Katkı olarak kullanılan alev geciktiriciler zamanla çökme yaptığından ve etkisi azaldığından kendiliğinden yanmazlık özelliğine sahip polimerler tercih edilmektedir. Çalışmamız kapsamında kendiliğinden yanmazlık özelliğine sahip fosfor grupları içeren yeni polimerler sentezlenmiştir. Yeni polimerlerin alev geciktirici özelliğinin olması tezin ana çıktısını oluşturmaktadır. Bu kapsamda sentezlenen polimerlerin yanmazlık sağlayan polimerler sınıfında değerlendirilmiş ve bu polimerlerin temel ısıl testleri yapılmıştır. Tez kapsamında DOPO (9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene 10-oxide) -Itakonik asit esaslı monomer ve iki komponentli vernik formülasyonunda kullanılmıştır. Ayrıca polimer yapısında fosfor miktarını artırmak için diklorofenil fosfin zincir uzatıcı ajan olarak kullanılmıştır. Thermo mekanik analizler kapsamında, TGA analizlerinin yanı sıra, LOI (limiting oxygen index) değerleri incelenmiştir.

Abstract:
Today, halojenated compounds are generally used in the industry to enhance flame retardancy properties. Flame retardancies as polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) were on the main materials used to plastic components in short time ago.   Europe forbade the use of two formulations, PBDe pentaBDE and octaBDE in 2004. A third compound, decaBDE, was forbide 1 April 2008 bythe European Court of Justice. decaBDE is only single  PBDE still on the market in North America, in mattresses andresidential upholstered furniture produced and sold in that state, and banned to electronics in 2010. There are many inorganic filler for flame retardancy present in the industry. Zinc borate is one of the example for inorganic filler and applied in thepolymers and paint formulation to get flame retardancy. However, Zinc borate like other inorganic filler has some drawbackssuch as aggregation in the polymer matrix, non uniform distribution in the composite, corrosive properties to extruder etc. Inspite of this, these filler can migrate in the matrix and release to the environment and might cause environmental and healtheffect. Due to these effects, new additives and strategies are desired for retardancy properties of plastics. Continuing effort onthis field has been directed by Governments and respective Regulations to enhance new metarials to eliminate the drawback of the flame retardant products. One of the main strategy is to synthesize a polymer that shows flame retardancy without addition a filler. 
In this study, DOPO (9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene 10-oxide) -Itaconic acid based monomer in the poliurethane and two component varnish polyester formulation. Beside that, DCPP as polymer chain extender was used for increasing phosphorus ratio in polymer chain. Thermomechanical properties of the synthesized polymers tested by TGA and LOI.