Karbon dolgular içeren polibütilen tereftalat (pbt) esaslı kompozitlerin fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of physical of poly(butylene terephtalat) (pbt) based composi̇tes including carbon fillers
Yazar: ADALET ARINCI YÜCEL
Danışman: DOÇ. DR. ALİ DURMUŞ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimyasal Teknolojiler Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Nanokompozitler = Nanocomposites ; Poliester kompozitler = Polyester composites ; Polimer kompozitler = Polymer composites

Özet:
Bu tez çalışmasında, farklı fiziksel ve geometrik özelliklere sahip üç değişik karbon malzemenin bir termoplastik poliesterin, başta eriyikten kristallenme davranışı olmak üzere ısıl ve mekanik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Termoplastik poliester olarak; poli(bütilen tereftalat) (PBT) polimeri, nano boyutlu karbon malzemeler olarak ise; karbon nano fiber (CNF), karbon nanotüp (CNT) ve genleştirilmiş grafit (EG) kullanılmıştır. 

100 birim PBT içine %0.10, 0.25 ve 0.50 birim nano boyutlu karbon malzeme, eriyikte harmanlama yöntemiyle ilave edilmiş ve hazırlanan katkılı kompaundların non-izotermal ve izotermal koşullardaki kristallenme ve erime davranışları, diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) cihazında gerçekleştirilen ısıl analizler ile incelenmiştir. Ayrıca, kompaundların katı-hal viskoelastik özellikleri de dinamik-mekanik analiz (DMA) cihazında gerçekleştirilen ölçümler ile belirlenmiştir. Kompaundların kristallenme verileri ve Ozawa, Avrami, Liu-Mo, Kissinger gibi matematiksel modeller kullanılarak örneklere ait kinetik veriler hesaplanmış ve katkı tipi ve oranına bağlı olarak karşılaştırılmıştır. 
Kristallenme kinetiği sonuçlarına göre; kullanılan nano karbon malzemelerden PBT'nin kristallenme hızını en fazla arttıran katkını CNT olduğu, ve hız arttırıcı etkinin CNT>CNF>EG sırasıyla azaldığı tespit edilmiştir. Diğer yandan, çalışılan bileşim aralığında (0.10-0.50 phr) katkı oranının artması ile nano karbonların PBT'nin kristallenmesini kolaylaştırıcı ve hız arttırıcı etkilerinin de arttığı bulunmuştur. DMA testleri ile, karbon nano katkı ilavesinin PBT'nin hem camsı hem de kauçuksu bölgedeki modül değerini ve ayrıca camsı geçiş sıcaklığını (Tg) önemli ölçüde arttırdığı tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, effect of three different carbon materials having various physical and geometric properties on the mainly melt crystallization behaviors and thermal and mechanical properties of a thermoplastic polyester was investigated. Poly(butylene terephthalate) (PBT) as thermoplastic polyester and carbon nanofiber (CNF), carbon nanotube (CNT), and expanded graphite (EG) as nano sized carbon materials were used.
0.10, 0.25, and 0.50 phr of nano size carbon materials were introduced into PBT matrix via melt blending method then crystallization and melting behaviors of compounds were analyzed in a differential scanning calorimeter (DSC) under non-isothermal and isothermal conditions. Furthermore, solid-state viscoelastic properties of compounds were also examined via measurements performed in a dynamic mechani analyzer (DMA). Crystallization kinetics of samples were quantified by modeling of thermal analysis dataof compounds and using of Ozawa, Avrami, Liu-Mo, and Kissinger equations then compared depending on the type and amount of additive.  

It was found that CNT was the most effective additive to increase the melt crystallization rate of PBT. Acceleration effect of nano size carbon additives decreased in the order of CNT>CNF>EG. On the other hand, it was also found that the increase in additive amount increased the crystallization rate of PBT within the additive range of 0.10-0.50. DMA tests showed that introducing nano size carbon additives improved the modulus of PBT in both glassy and rubbery regions and also significantly increased its glass transition temperature (Tg).