Lübrikant ilavesinin etilen vinil asetat kopolimerinin tek vidalı ekstrüderde kalma süresine etkisi
Effect of lubricant inclusion on the residence time of ethylene vinyl acetat copolymer in single screw extrusion
Yazar: EMİNE BÜŞRA EKER
Danışman: PROF. DR. İSMAİL AYDIN
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Ekstrüder = Extruder ; Etilen vinil asetat = Ethylene vinyl acetate ; Stearik asit = Stearic acid ; Yağlayıcılar = Lubricants

Özet:
Tek vidalı ekstrüderler plastik işleme yöntemleri arasında en önemlilerinden biridir ve plastik işleme yöntemlerini iyileştirmek amacıyla polimerik malzemelere katkılar eklenerek birçok çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmanın amacı da polimer malzemeye lübrikant katkısının etkisini tek vidalı ekstrüderde kalma zamanı dağılımı olarak incelemektir. Polimer malzeme olarak ağırlıkça %40 vinil asetat içeriğine sahip etilen vinil asetat kopolimeri, lübrikant olarak ise stearik asit kullanılmıştır. Stearik asit, EVA kopolimerinin üzerine çözücü yardımı ile ağırlıkça %3,75-7,50-11,25-15,00 olacak şekilde kaplanmıştır. 
Saf EVA ve %3,75-7,50-11,25-15,00 SA/EVA malzemelerinin 50-60-70 rpm vida dönme hızlarında ve 60-70-80 °C sıcaklıklarda tek vidalı ekstrüderde kalma zamanı dağılımı, ortalama kalma zamanı ve minimum kalma zamanı değerleri hesaplanmıştır. 
Saf EVA ve %3,75-7,50-11,25-15,00 SA/EVA malzemelerinin tek vidalı ekstrüder içerisinde 50-60-70 rpm vida dönme hızlarında ve 60-70-80 °C sıcaklıklarında davranışını anlamak için reometre ölçüm cihazı kullanılmış ve kararlı hal akış davranışı viskozite olarak incelenmiştir. Ayrıca FTIR analizinden yararlanılarak EVA üzerine stearik asit kaplanan yapıların absorbans ve dalga boyu değerleri ölçülmüştür.
Yapılan çalışmada; saf EVA ve %3,75-7,50-11,25-15,00 SA/EVA numunelerin her biri tek vidalı ekstrüderde sıcaklık ve vida dönme hızı artışıyla kalma zamanı değerlerinde azalma gösterirken, stearik asit kaplama oranının artmasıyla (%3,75-7,50-11,25-15,00) da lübrikant etkisinin sağlandığı ve kalma zamanının azaldığı gözlemlenmiştir. Ayrıca reometre analizi sonuçlarına göre; stearik asidin lübrikant özelliklerinden viskozite düşürme özelliği gösterdiği de gözlemlenmektedir.
FTIR analiz sonuçları incelendiğinde; EVA kopolimeri ve stearik asite ait bağ pikleri gözlemlenmiştir. Stearik asit kaplama oranının artmasıyla stearik asit piklerinin baskın geldiği ve farklı dalga boyuna sahip EVA ve stearik asit absorbans pikleri sönümlenirken benzer dalga boyuna sahip absorbans değerlerinde artış gözlemlenmiştir. EVA üzerine istenilen stearik asit kaplamanın gerçekleştiği tespit edilmiştir.

Abstract:
A single screw extruder is an important manufacturing method of plastics and lots of studies have been performed to improve methods of manufacturing plastics by adding additives to polymeric materials and the residence time distribution in an extruder is a useful means for determining optimal processing conditions.
Aim of this study is to examine the effects of lubricants additives to polymer material by means of the residence time distrubution in a single screw extruder. In this study, ethylene vinly acetat copolymer with 40 weight percentage of vinly acetate content (Elvax 40W) has been used as the polimeric metarial and stearic acid has been used as a lubricant. Stearic acid has been coated on EVA copolymer with the ratios of  3,75-7,50-11,25-15,00 wt.% using a solvent.
Residence time distribution, mean residence time and Minimum residence time of virgin EVA and EVA with 3,75-7,50-11,25-15,00 wt.% stearic acid coated EVA materials were calculated at 60-70-80 °C of temperature and 50-70-80 rpm of screw speed values of the single screw extruder. 
Steady state flow behaviour of virgin EVA and 3,75-7,50-11,25-15,00 wt.% SA/EVA was examined with their viscosity values using a reometer to construe behaviour of the material in the single screw exturder at variable temperatures and screw speeds. In addition, absorbans and wavenumbers of EVA and EVA coated with different ratio of stearic acid have been measured by Fourier Transform Infrared Spectroscopy.
In the study,  residence time distribution of each of virgin EVA and 3,75-7,50-11,25-15,00 wt.% SA/EVA samples have shown a decrease with the increase of screw speed and the temperature in the single screw extruder. On the other hand, increasing ratio of stearic acid, used as a lubricant, on EVA (3,75-7,50-11,25-15,00) decreased the RTD influence of stearic acid on viscosity was observed as the lubricant effect on EVA; viscosity values decreased.
From the analyses of FT-IR results, both virgin EVA and stearic acid exhibited signature peaks of their bonds. Stearic acid coated EVA exhibited  sharp peaks with the increase of absorbance values at similar wavenumbers of virgin eva and stearic acid and compared with  absorbance values of virgin EVA and stearic acid at different wavenumbers. This result proves that prediction of stearic acid was coated on EVA (3,75-7,50-11,25-15,00 wt.%) samples.