Stiren esaslı termoplastik elastomer (TPE) harmanların fiziksel ve viskoelastik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of physical and viscoelastic properties of styrene based thermoplastic elastomers (TPE) blends
Yazar: MİNE BEGÜM ALANALP
Danışman: DOÇ. DR. ALİ DURMUŞ
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu tez çalışmasında, değişik tipte stiren-olefin blok kopolimer esaslı elastomerlerin kullanımı ile farklı bileşimlerde, dolgulu ve dolgusuz polipropilen (PP)-termoplastik elastomer (TPE) harmanları hazırlanmış ve bu kompaundların mikro yapılarının ve fiziksel özelliklerinin bileşim parametrelerine bağlı olarak değişimi incelenmiştir. PP-TPE kompaundlar laboratuvar ölçekli çift vidalı ekstruderde, eriyik harmanlama yöntemi ile hazırlanmış, örneklerin eriyik hal reolojik davranışları, katı hal mekanik ve viskoelastik özellikleri detaylı testler ile incelenmiştir. Reolojik testlerle hazırlanan kompaundların uzama ve frekansa bağlı kayma modülü ve viskozite değişimleri, sabit gerilim ve uzama koşullarında zamana bağlı sünme ve gevşeme davranışları ölçülmüştür. Ayrıca, dinamik-mekanik analiz (DMA) cihazında gerçekleştirilen viskoelastik ölçümlerle, hazırlanan kompaundların sıcaklığa bağlı modül (E', E") değişimleri, sünme ve gevşeme davranışları belirlenmiştir. Örneklerin reolojik ve dinamik-mekanik davranışlarına ait verilerin çeşitli matematiksel yaklaşımlarla modellenmesi ile viskoelastik parametreler hesaplanmıştır. Elde edilen bulgulara göre; PP-TPE kompaundların uyumsuz harman yapılı oldukları, bileşimdeki TPE ve dolgu oranının artmasıyla harmanın eriyik haldeki elastik özelliklerinin belirginleştiği ve sünme uzamasının azaldığı tespit edilmiştir. Diğer yandan, bileşimdeki TPE oranının artmasıyla örneklerin elastik modül ve akma dayanım değerlerinin azaldığı, akma uzaması değerlerinin arttığı bulunmuştur. Katı-hal viskoelastik ölçüm sonuçlarına göre ise; TPE oranının artmasıyla sünme uzamalarının arttığı fakat gevşeme hızlarının azaldığı görülmüştür.

Abstract:
In this thesis study, different compositions of polypropylene (PP)-thermoplastic elastomer (TPE) blends with and without fillers were prepared by using of various types of styrene-olefin block copolymers and micro-structures and physical properties of such compounds were investigated depending on the compositional parameters. PP-TPE compounds were prepared by melt processing method in a lab-scale twin screw extruder and the melt-state rheological behaviors and solid-state mechanical and viscoelastic properties of samples were examined in detail. Dependence of shear moduli and dynamic viscosity on shear strain and frequency and that of creep and relaxation behaviors under a particular stress and strain conditions of compounds were measured. Furthermore, temperature dependence of viscoelastic moduli (E' and E") and creep and relaxation behaviors of compounds determined by the viscoelastic tests performed in a dynamic mechanical analyzer (DMA) instrument. Viscoelastic parameters also calculated via modeling of rheological and dynamic-mechanical property data of samples by using of several mathematical approaches. Based on the results, it was found that the PP-TPE compounds exhibited immiscible blend structure, elastic behavior of samples became more pronounced and the creep strain of samples decreased with the increasing of TPE and filler amount into composition. On the other hand, it was found that the elastic moduli and yield stress values of samples reduced while the yield strain values increased with the increasing of TPE amount into composition. It was also obtained that the creep strain values of compounds increased but the relaxation rate decreased with the increasing of TPE amount into sample composition based on the solid-state viscoelastic test results.