Çinko borat ve kolemanit katkılı polipropilen kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
The production and characterization of polypropylene compozites fi̇lled by colemanite and zinc borate
Yazar: ADEM ÇANKAYA
Danışman: DOÇ. DR. ABDULKADİR GÜLLÜ ; DOÇ. DR. ABDULMECİT GÜLDAŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Teknik Eğitim = Technical Education

Özet:
Gerçekleştirilen bu çalışmada; toz haldeki Polipropilen (PP) malzemeye %5; %7,5; %11,25; %16,875 ve %25,3125 oranlarında çinko borat ve kolemanit ilave edilerek çinko borat ve kolemanit katkılı PP granülleri üretilmiştir. Çinko borat ve kolemanit katkılı PP granül üretimi esnasında karışıma, oksitlenmeyi önlemek amacıyla %0,2 oranında antioksidan katılmıştır. Kompozit granül üretildikten sonra ergiyik akış indeksi (EAİ) cihazı kullanılarak takviyelendirilmiş PP'nin reolojik özellikleri tespit edilmiştir. Dört farklı yük (298,2 kPa, 524 kPa, 689,5 kPa ve 987,4 kPa) ve dört farklı sıcaklık (190 C, 200 C, 210 C ve 220 C) şartlarında deneyler gerçekleştirilmiştir. PP'ye katılan her bir çinko borat ve kolemanit katkı oranı için; kayma hızı(kayma hızı-kayma gerilmesi değişimi, basınç-kayma hızı değişimi,  sıcaklık-kayma hızı değişimi), ergiyik akış indeksi(basınç-ergiyik akış indeksi değişimi, sıcaklık-ergiyik akış indeksi değişimi, kayma hızı-ergiyik akış indeksi değişimi) ve viskozite(basınç-viskozite değişimi, sıcaklık-viskozite değişimi, kayma hızı-viskozite değişimi) grafikleri oluşturularak çinko borat ve kolemanit katkı oranlarının; kayma hızı, ergiyik akış indeksi ve viskozite değişimlerine olan etkileri incelenmiştir. Ayrıca, farklı oranlarda çinko borat ve kolemanit katkılı PP'nin mekanik, ısıl ve oksijen değişimlerini tespit edebilmek için deney numuneleri üretilmiştir. Çinko borat ve kolemanit katkılı PP malzemelerin; üç noktadan eğilme, çekme ve darbe testleri yapılmıştır. Böylece çinko borat ve kolemanit katkılı polipropilen malzemelerin; akma dayanımı, çekme dayanımı (max gerilme), kopma dayanımı, % uzama ve darbe dayanımı değişimleri incelenmiştir. Çinko borat ve kolemanit katkılı PP malzemelerin yanma özellikleri limit oksijen indisi (LOI) deneyleri yapılarak tespit edilmiştir. Numunelerin ısıl özellikleri (erime sıcaklığı) diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) deneylerinden elde edilen termogramlar kullanılarak belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, zinc borate and colemanite reinforced powdered polypropylene (PP) material were produced by adding 5%; 7,5%; 11,25%; 16,875% and 25,3125% rates zinc borate and colemanite to PP granules. In order to prevent oxidation, 0,2% antioxidant was added to the mixture during the production of zinc borate and colemanite mixture reinforced PP granules. After producing composite granules, rheological properties of reinforced PP was determined by using melt flow index (EAI) device. Experiments were carried out under four different load (298,2 kPa, 524 kPa and 689,5 kPa and 987,4 kPa) and four different temperatures (190 ºC, 200 ºC , 210 ºC and 220 ºC ). In order to examine each of the zinc borate and colemanite contribution; the effects at the changes of the contribution rates of zinc borate and colemanite to the shear rate, melt flow index and viscosity changes was examined to the PP by performing graphics of shear rate (shear rate- shear stress change, pressure - shear rate change, temperature - shear rate of change), the melt flow index (pressure melt flow index change, temperature -melt flow index exchange- shear rate - melt flow index change) and viscosity (pressure-viscosity change, temperature-viscosity, shear rate-viscosity variation). Furthermore, test specimens were produced in order to determine the mechanical, thermal and oxygen changes at different proportions zinc borate and colemanite blended PP. Bending, pulling and impact tests were carried out at three different points to the zinc borate and colemanite blended PP. Thus, the changes of yield strength, tensile strength (max. tensive), ultimate strength, % elongation, breaking stress of zinc borate and colemanite blended PP products were observed. The combustion characteristics of the zinc borate and colemanite reinforced PP products, were determined by making limit oxygen index (LOI) experiments. The thermal properties of the samples (melting temperature degrees) were determined by the samples of thermograms which were obtained at differential scanning calorimetry (DSC) experiments.