Sentetik atık takviyeli oksitlenmiş poliolefin kompozitlerin sentez karakterizasyonu ve özellikleri
Synthesis, characterization and properties of synthetic waste reinforced oxidized polyolefin composites
Yazar: ERHAN DEMİRCAN
Danışman: PROF. DR. HAKAN AKAT
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Poliolefinler ticari olarak kullanılan önemli ham maddelerdendir. Uygulama alanının geniş olmasına rağmen poliolefinlerin önemli bir eksikliği diğer malzemelerle etkileşiminin zayıf olmasıdır. Poliolefinlerin diğer malzemelerle etkileşiminin artırılması üzerine birçok çalışma yapılmıştır. 
Bu tez çalışmasında bir poliolefin olan polipropilenin zayıf etkileşim özelliğini geliştirmek için geri dönüştürülmüş polipropilen (recycled polypropylene- rPP) zincirleri üzerinde fonksiyonel gruplar oluşturularak diğer malzemelerle etkileşime girmesini sağlamak üzerine çalışmalar yapılmıştır. Bu amaçla oksitlenmiş poliolefin (oxidized polyolefin - OxPO)/monomer (maleik anhidrit-stiren-metil metakrilat) karışımı, rPP zinciri üzerine eriyik serbest radikal polimerleşme metodu ile aşılanarak kompozitler hazırlanmıştır. Hazırlanan kompozitlerin karakterizasyonu Fourier dönüşümsel kızılötesi spektroskopisi (FTIR), termogravimetrik analiz (TGA), yoğunluk ölçümleri, sertlik ölçümleri, uzama-çekme mukavemeti testleriyle gerçekleştirilmiştir.
Hazırlanan kompozitlerindeki başlangıç monomer konsantrasyonunun, rPP'nin mekanik özellikleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde 3VPPOX50MMA50-%2 numunesinin çekme dayanımı 34,545 MPa ve uzaması %87,592, 3VPPOX50ST50-%1 numunesinin çekme dayanımı 39 MPa ve uzaması %74,572 olarak bulunmuştur. 
Kompozitlerdeki başlatıcı miktarının, rPP mekanik özellikleri üzerine ekileri de araştırılmıştır. Bu amaçla farklı monomer ve başlatıcı oranları ile hazırlanan OxPO/monomer ve OxPO/monomer/başlatıcı karışımlarıyla hazırlanan kompozitlerin mekanik ve termal özellikleri araştırılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde 3VPPOX50MMA50BPO1-%3 numunesinin çekme dayanımı 36 MPa ve uzaması %160, 3VPPOX50ST50BPO0,5-%2 35 MPa ve uzaması %89 olarak bulundu. 
Araştırmanın sonuçları, rPP'nin mekanik ve termal özellikleri ile karşılaştırıldığında; rPP/OxPO/ST/BPO ve rPP/OxPO/MMA/BPO kompozit-lerinin uzama ve kopma mukavemetlerinde, rPP'nin uzama ve kopma mukavemeti değerlerine kıyasla iyileşme elde edilmiştir.

Abstract:
Polyolefins are important raw materials used commercially. Despite their wide range of applications, an important shortcoming of polyolefins is their poor interaction with other materials. Many studies have been carried out on increasing the interaction of polyolefins with other materials.
In this thesis, in order to improve the weak interaction property of polypropylene, a polyolefin, functional groups were formed on recycled polypropylene (rPP) chains to enable it to interact with other materials. For this purpose, composites were prepared by grafting oxidized polyolefin (OxPO)/monomer (maleic anhydride-styrene-methyl methacrylate) mixture onto rPP chain by melt free radical polymerization method. The prepared composites were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), density measurements, hardness measurements, elongation-tensile strength tests.
The effect of the initial monomer concentration on the mechanical properties of rPP in the prepared composites was investigated. The tensile strength of 3VPPOX50MMA50%2 sample was 34.545 MPa and elongation was 87.592%, while the tensile strength of 3VPPOX50ST50%1 sample was 39 MPa and elongation was 74.572%.
The effects of the amount of initiator in the composites on the mechanical properties of rPP were also investigated. For this purpose, the mechanical and thermal properties of composites prepared with OxPO/monomer and OxPO/monomer/initiator mixtures prepared with different monomer and initiator ratios were investigated. The tensile strength of 3VPPOX50MMA50BPO1-3% sample was 36 MPa and elongation was 160%, 3VPPOX50ST50BPO0.5%-2 was 35 MPa and elongation was 89%. 
When the results of the study were compared with the mechanical and thermal properties of rPP, the elongation and tensile strength of rPP/OxPO/ST/BPO and rPP/OxPO/MMA/BPO composites were improved compared to the elongation and tensile strength values of rPP.