Farklı polietilenlerin peroksitle çapraz bağlanmasına rijit koajanların etkisi
The effect of rigid coagents on crosslinking of different polyethylenes by peroxide
Yazar: FATMA GÜLER
Danışman: DOÇ. DR. GÜRALP ÖZKOÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu tezin amacı rijit kimyasal yapılı koajanların peroksitle (PRX) çapraz bağlanan farklı polietilenler (PE) üzerine etkisinin incelenmesidir. Bu çalışmada PE türleri olarak düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) ve yan zincir uzunluğuna göre iki tür lineer düşük yoğunluklu polietilen (LLDPE-C6 ve LLDPE-C8) kullanılmıştır. Çapraz bağlayıcı olarak ter bütil kümil peroksit (BCUP) seçilmiştir ve 1 phr oranında alınmıştır. Koajan olarak triallil izosiyanürat (TAIC), trimetilpropan trimetakrilat (TMPTMA) ve bisfenol a dimetakrilat (BPADM) faklı konsantrasyonlarda (0,5, 1, 2 phr) kullanılmıştır. PE/Koajan/PRX karışımları eriyik harmanlama ile hazırlanmış ve sıcak pres yardımıyla çapraz bağlanmıştır. Karışımların reolojik, mekanik, termal, yapısal ve morfolojik özellikleri koajan türü, koajan konsantrasyonu ve PE türü parametrelerinin fonksiyonu olarak araştırılmıştır. Reolojik analiz sonuçları, çapraz bağ yoğunluğunun artan koajan konsantrasyonuyla paralel bir şekilde yükseldiğini göstermiştir. Çapraz bağlı yapı yoğunlaştıkça elastik davranış gelişerek kompleks viskoziteyi arttırmıştır. Ayrıca PE türlerinden LLDPE-C6'nin kısa yan zincirleriyle çapraz bağlanma reaksiyonunu desteklediği anlaşılmıştır. Reoloji sonuçları jel içeriği analiziyle desteklenmiştir. Çekme testi bulgularına göre, çapraz bağlı karışımlarda düşük kopma uzaması, yüksek çekme dayanımı ve elastik modül gibi istenilen mekanik özellikler artan koajan oranlarıyla elde edilmiştir. Diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) analiziyle artan çapraz bağlanmayla birlikte PE zincirlerinin kristaliniteyi azalttığı gözlenmiştir. Tüm PE türleri için sahip olduğu yüksek reaktivite ile TAIC en etkin koajan olarak belirlenmiştir.

Abstract:
The aim of this thesis is to study the effect of rigid chemical structured coagents on different polyethylenes (PE) crosslinked by peroxide (PRX). In this study, low density polyethylene (LDPE) and two types of linear low density polyethyenes according to the side chain length (LLDPE-C6 and LLDPE-C8) are used as PE varieties. Tert-butyl cumyl peroxide (BCUP) is chosen as crosslinker and taken rate of 1 phr. Triallyl isocyanurate (TAIC), trimethylpropane trimethacrylate (TMPTMA) and bisphenol a dimethacrylate (BPADM) are used as coagents with different concentration (0.5, 1, 2 phr). PE/Coagent/PRX blends are prepared by melt blending and crosslinked by hot press. The rheological, mechanical, thermal, structural and morphological properties of the blends are investigated as a function of the coagent type, coagent concentration and PE type parameters. Rheological analysis results showed that the crosslink density increased in parallel with increasing concentration of coagent. According as the crosslinked structure gets intensive, elastic behaviour develops and it increases complex viscosity. In addition, it is understood that LLDPE-C6 from the PE types supports the crosslinking reaction with the short side chains. Rheology results are supported by gel content analysis. As for tensile test results, the requested mechanical properties in crosslinked blends such as low elongation at break, high tensile strength and elastic modulus, are obtained by raising coagent rates. It is observed in differantial scanning calorimetry (DSC) analysis that PE chains reduce crystallinity with increasing crosslinking. For all PE types, TAIC is determined as the most effective coagent with its high reactivity.