Çift malzemeli enjeksiyon kalıpta polilaktik asit/polibütilen suksinat karışımının kristallenme miktarının, termoplastik poliüretan ile yapacağı bağlanma gücüne etkisinin incelenmesi
Influence of the degree of crystallinity on the adhesion properties of different pla/pbs blends in multicomponent injection molding
Yazar: KÜBRA GÜZEL
Danışman: DOÇ. DR. NACİ KURGAN
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Petrol, gaz, kömür gibi ham kaynakların kullanılmasının sonucu olarak ortaya çıkan iklimsel zararlar, üreticileri daha fazla yenilenebilir çevre kaynakları kullanmaya itmektedir. Poli (laktik asit) (PLA) ve poli (butilen süksinat) (PBS), kayda değer mekanik ve termal özelliklerinden dolayı oldukça ilgi çeken bu tür biyolojik olarak parçalanabilir polimerlerdir.
Bu çalışmada bir seri PLA/PBS karışımı, 50/50, 60/40, 70/30, 80/20, 90/10 ağırlık oranlarıyla birleştirilerek gerilme testi numunesi şeklinde üretilmiştir. İki bileşenli enjeksiyon kalıplama işleminde ikinci bileşen olarak, PLA/PBS karışımı üzerine termoplastik poliüretan (TPU) enjekte edilmiştir. İki bileşen arasındaki (adhesiv) yapışkan bağlanma gücündeki değişim PLA/PBS karışımlarındaki PBS miktarına bağlı olarak, zaman ve sıcaklığın etkisi altında (23 °C'de ve 100 °C'de 1, 3, 7 ve 14 gün boyunca) incelenmiştir.
PLA/PBS harmanlarının adhesiv özellikleri, bir temas açısı ölçüm cihazı ve FTIR/ATR ölçümleri ile incelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda. PBS içeriğindeki artış nedeni ile serbest yüzey enerjisinde bir azalmanın olduğu gözlenmiştir. Bu olayın ara yüzeyler arasında oluşan gerilmenin azalmasına ve buna bağlı olarak daha iyi bir bağlanma kabiliyeti sağlanmasına bir neden olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca, PLA/PBS karışımlarının diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) termogramları, PBS içeriğindeki değişimin, aynı zamanda bekleme süresinin (0, 3 ve 14 gün boyunca 100 °C'de) karışımdaki kristalleşme derecesi üzerindeki etkisini göstermiştir. Karışımlar ve TPU arasında oluşan bağın kopmasına karşı direnç, üniversal çekme test makinesi ile ölçülmüştür. Yapılan test sonucuna göre, en yüksek bağlanma gücü ağırlıkça %50 PBS miktarı kullanıldığında 100 °C de 7 gün beklemeden sonra 630,32 N olarak ölçülmüştür.

Abstract:
The climatic consequential losses of the utilization of raw resources such as oil, gas, coal influence the producers to use more renewable, environmental resources. Poly (lactic acid) (PLA) and poly (butylene succinate) (PBS) are such biodegradable polymers that are getting ever-increasing attention due to their noteworthy mechanical and thermal properties.
A series of PLA/PBS blends was compounded with the weight ratios of 50/50, 60/40, 70/30, 80/20, 90/10 and fabricated to tensile test specimen. As the second component in the two-component injection molding process, thermoplastic polyurethane (TPU) was injected onto the PLA/PBS blends. The change in the adhesive bonding strength between the two components was measured regarding the increase of PBS content in the PLA/PBS blends under the influence of time and temperature (storage at room temperature and 100 °C in the course of 1, 3, 7 and 14 day(s)).
The adhesion properties of the PLA/PBS blends were examined with a contact angle measurement device and FTIR/ATR measurements. A decrement in the surface free energy was observed by the reason of the increase in the PBS content. This decrement led to a decrease in the interfacial tension between the blends and the TPU soft component which correlates to better bonding abilities. Moreover, differential scanning calorimetry (DSC) thermograms of the blends displayed the effect of the increase in PBS content and the storage (at 100 °C in the course of 0, 3 and 14 days) on the degree of crystallization. The resistance to de-linking between the blends and TPU was measured by a universal testing machine. According to the results, the maximal load (630,32 N) was reached on the PLA/PBS blend with a weight ratio of 50/50 wt% after the storage of 7 days at 100 °C