Alev geciktirici katkı maddelerinin PVC üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of flame retardant additives on PVC
Yazar: ZUHAL ASLANKILIÇ
Danışman: DOÇ. DR. TUNCER YALÇINYUVA
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Alev = Flame ; Termal bozunma = Thermal decomposition ; Yanma = Combustion ; Yanma dayanımı = Combustion resistance

Özet:
PVC'den üretilmiş malzemeler günlük hayatımızda önemli bir yere sahip olup, tüketimi de günden güne artmaktadır. PVC, ısıl ve/veya oksidatif bozunması sırasında dehidroklorinasyon reaksiyonundan dolayı ortama zehirli gazlar açığa çıkarır. Bu sebepten dolayı alev geciktirici katkı maddeleri içeren PVC bileşimleri gittikçe daha fazla önem kazanmaktadır.Bu çalışmada, alev geciktirici katkı maddelerinin PVC üzerindeki etkileri, endüstriyel ölçekte üretim yapan bir ekstrüzyon sisteminde, PVC atık su borularının üretimi prosesinde incelenmiştir.Alev geciktirici katkı maddesi olarak farklı miktarlardaki antimon trioksit, çinko borat ve her iki katkının farklı oranlardaki karışımları kullanılmıştır. Alev geciktirici katkılar, PVC formülasyonuna fiziksel olarak karıştırılmıştır. Alev geciktirici katkı maddelerinin ürünler üzerindeki etkilerinin net olarak gözlemlenebilmesi için yapılan çalışmalarda, ekstrüzyon proses değişkenlerinde herhangi bir değişiklik yapılmamıştır.Elde edilen boru örneklerinin ısıl ve mekanik özellikleri incelenmiş olup, elde edilen örneklere yanmazlıklarının incelenmesi için oksijen indeksi testi (OI), ısıl oksidatif dayanımlarının incelenmesi için termogravimetrik analiz (TGA) ve mekanik özelliklerinin incelenmesi için çekme testleri uygulanmış, sonuçlar irdelenerek alev geciktirici katkıların ürünün yanmazlık, ısıl dayanım ve mekanik özellikleri üzerinde nasıl etki yaptığı incelenmiştir.Yapılan araştırma sonucunda; antimon trioksitin tek başına kullanıldığı zaman, söz konusu PVC formülasyonu için gerekli etkin yüzdesi tespit edilmiştir. Antimon trioksit ve çinko borat ilavesiyle yanmazlık özelliğinin daha iyileştiği gözlemlenmiştir. Alev geciktirici katkı maddelerinin miktarlarının ve farklı oranlarda karışım halinde kullanımının PVC ürünlerin yanmazlık, ısıl dayanım ve mekanik özellikleri ile ilişkileri tartışılmıştır.

Abstract:
Materials produced from poly (vinyl chloride) (PVC) occupy an important place in daily life, and their consumption is ever increasing. PVC releases toxic gases into the medium via the dehydrochlorination reaction that takes place during its thermal and/or oxidative degradation. Owing to this fact, PVC polymers that contain flame retardant additives continue to gain importance.The effects of flame retardant additives on PVC polymers are investigated in this work. The test specimen is chosen to be a family of PVC sewage pipes produced using an industrial-scale extruder. The additives, namely, antimony trioxide, zinc borate and their mixtures at different compositions were physically added to the suspension PVC polymers. In order to determine precisely the effect of additive composition on the specimens, extrusion parameters are held constant.Upon determining the thermal and mechanical properties of the specimens, oxygen index (OI) test was applied to investigate their resistance to flammability. Thermogravimetric analysis was done in order to determine their resistance to thermal oxidative degradation. Their mechanical properties were investigated by means of the strain tests. The findings were studied in order to reach a conclusion on how the various additives affect the product's thermal stability, resistance to flammability and mechanical properties.The necessary amount of antimony trioxide additive that improved the PVC formulation was determined as a result of the study. It was observed that the product's resistance to flammability was enhanced with the addition of antimony trioxide and zinc borate. The effect of using different amounts of each additive and their mixtures in different proportions on PVC products' thermal stability, resistance to flammability and mechanical properties were discussed.