Yeni organokil esaslı polimer katkılarının üretimikarakterizasyonu ve özelliklerinin araştırılması
Investigation of the production characterization and properties of new organocil-based polymer additives
Yazar: EYLEM EROL
Danışman: DOÇ. DR. GÖKHAN CEYHAN
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Polipropilen ( PP) iplik üretimi esnasında eriyik polimerin düzelerden geçişi esnasında düze deliklerinde tortu birikmesini ve üretilen flament ipliğinin enine kesitinde eşit lif dağılımı olması için çeşitli katkı maddeleri kullanılmaktadır. Bu katkı maddelerine 'floropolimer' denir. Floropolimerler çevreye ve insan sağlığına zararlı olması yanında maliyetli olması nedeniyle alternatif katkı maddeleri aranmaktadır. Kil minerallerinin plastik üretim prosesinde katkı maddesi olarak kullanıldığı uzun yıllardır bilinmektedir. Ancak modifiye edilmiş killerin  polipropilen iplik üretiminde kullanılmadığı görülmektedir. Bu çalışmada, modifiye edilen sepiyolit ve bentonit kili ile polipropilen (PP) karışımı ile 4 farklı numune elde edilmiştir. Üretilen numunelerin fiziksel, kimyasal özellikleri ve kimyasal ajan kullanıldıktan sonra elde edilen numunenin karakteristik yapısı incelenmiştir. Elde edilen flamentin mukavemet, germe, çekme, elastikiyet özelliklerinde artma sağlayıp sağlamadığı değerlendirilmiştir. Bunun için sepiyolit ve bentonit kili saflaştırma işleminden sonra sırasıyla asit modifikasyonu ardından tetraetil amonyum bromür (TEAB ) ve benziltrietil amonyum bromür  (BTEAB) kimyasal ajanları ile işleme alınmış olup 4 adet numune elde edilmiştir (B30, B31, S30, S31). Elde edilen modifiye killeri ile PP  belli oranlarda karıştırılarak flament iplik üretilmiştir. Elde edilen flament iplikler incelendiğinde, flamentin mukavemet, germe, çekme, elastikiyet özelliklerinde iyileşme görülmüştür.
Sanayinin en önemli hammaddelerinden biri olan kil ve türevleri değişik birçok sektörde kullanılmaktadır. Türkiye rezerv bakımından önemli bir paya sahip olsa da plastik sektöründe hem dolgu olarak kullanımı iyi seviyede olmamakla beraber poliolefinlerin işlene bilirliğinin iyileştirilmesinde kullanımı yoktur.
Bu tezde; poliolefinlerin işlenmesinde hem verim arttırmak hem de nihai ürünün yüzey, mekanik, mukavemet ve termal özelliklerini iyileştirmek amacıyla kullanılmak üzere ülkemizde bulunan sodyum bentonit ve sepiyolit killerinin etkisi araştırılacaktır. 
Birinci aşamada killer saf su ve belirlenen asit çözeltileriyle saflaştırılacak, çeşitli yüzey aktif maddeler ile organokil yapısına dönüştürülecek, organokillerin yapısal karakterizasyonları gerçekleştirilecektir. İkinci aşamada organokillerin ve floropolimer kombinasyonlarının uyumlaştırıcı varlığında/yokluğunda masterbatch formları üretilecektir. Üçüncü aşamada ise polimer katkısı masterbatchlerin Yüksek yoğunluklu polietilen(YYPE) ve Lineer Alçak yoğunluk Polietilen(LAYPE) polimerlerinin reolojik özelliklerine etkisi değerlendirilecektir. Dördüncü ve beşinci aşamada ise polimer katkılarının polipropilen halı ipliği üretim prosesine ve ürün özelliklerine etkileri incelenecektir.
Odaklandığımız ilk nokta organokil üretmek, polimer sanayinde kullanmaktır. Bu sayede kullanım alanı genişleyecek ve doğal kaynaklarımızın daha rasyonel kullanımı teşvik edilerek istihdamın artırılmasına katkıda bulunmasının yanı sıra polimer sanayisine katkı sağlayacak ve dolayısıyla organokil ilavesi ile iyileştirilmiş proseslerin ve üstün özellikli ürünlerin elde edilmesi ile  ülke ekonomisine de katkı sağlayacaktır.

Abstract:
During the production of polypropylene (PP) yarn, various additives are used to prevent the accumulation of torque in the spinneret holes during the passage of the molten polymer through the spinnerets and to ensure equal fiber distribution in the cross-section of the produced filament yarn. These additives are called 'fluoropolymers'. Since fluoropolymers are harmful to the environment and human health, as well as being costly, alternative additives are sought. It has been known for many years that clay minerals are used as additives in the plastic production process. However, it appears that modified clays are not used in polypropylene yarn production. In this study, 4 different samples were obtained with a mixture of modified sepiolite and bentonite clay and Polypropylene (PP). The physical and chemical properties of the produced samples and the characteristic structure of the sample obtained after using the chemical agent were examined. It was evaluated whether the obtained filament provided an increase in its strength, tensile and elasticity properties. For this purpose, sepiolite and bentonite clay were treated with tetraethyl ammonium bromide (TEAB) and benzyltriethyl ammonium bromide (BTEAB) chemical agents after purification, respectively, followed by acid modification, and 4 samples were obtained (B30, B31, S30, S31). Filament yarn was produced by mixing the obtained modified clay PP in certain proportions. When the obtained filament yarns were examined, an improvement was observed in filament strength, stretching, tensile, elasticity and properties.