Polipropilenin mekanik ve termal özelliklerine çeşitli dozdaki Co-60 kaynaklı radyasyonun etkileri
The effects of various amounts of Co-60 radiation polypropylene on 
mechanic and thermal properties
Yazar: ZELİHA CEYLAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MESUT YAVUZ
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Polimerlerin kolaylıkla işlenmesi ile değişik şekil ve özelliklerde malzemeler elde edilmektedir. Bu malzemeler düşük yoğunlukları, yüksek ısı ve elektrik dirençleri, kimyasal maddelere karşı olan dayanıklılıkları, yüksek mekanik dirençleri nedeniyle endüstrinin hemen her alanında ve dolayısıyla günlük yaşantıda kullanılmaktadır. Ayrıca polimer ürünler, sanayide tek başlarına üretime katıldıkları halde çoğu zaman çeşitli katkı maddeleri ilavesiyle de kullanılabilirler. Bu katkı maddeleri ise polimerin yapısında çeşitli fiziksel ve kimyasal değişimlere sebep olurlar.
Literatürde polipropilenin radyasyonla etkileşimi sonucunda polipropilenin yapısında kontrollü bozunma(degradasyon) meydana geldiği bilinmektedir. Bu çalışmada molekül ağırlıkları birbirinden farklı olan polipropilen MH-418, EH-102, EH-251 numunelerine 60Co kaynağından 10, 30, 50, 70, 100 kGy dozlarında radyasyon uygulandı. Numunelerin erime akış hızları, sertlik, mekanik analizleri(akmada gerilme dayanımı, kopmada gerilme dayanımı, kopmada uzama), termal analizleri (DSC, TG) ve SEM görüntüleri incelendi.
Numunelerin erime akış hızları incelendiğinde artan radyasyon miktarına bağlı olarak erime akış hızlarında çok ciddi bir artı görülmüştür. Numunelerin mekanik analizleri incelendiğinde artan radyasyon miktarına bağlı olarak akmada gerilme dayanımı, kopmada gerilme dayanımı, kopmada uzama değerlerinde çok ciddi bir azalış görülmüştür. Özellikle radyasyon miktarı 100 kGy olan numuneler deformasyona uğradığı için ölçüm alınamamıştır.
Numunelerin DSC analizleri incelendiğinde artan radyasyon miktarına bağlı olarak erime sıcaklığı Tm, kristallenme sıcaklığı Tc, erime entalpisi ?Hf, kristallenme entalpisi ?Hc ve kristallenme oranının Xc değerlerinde bir azalma görülmüştür.
Numunelerin termogravimetrik TG analizlerinde sıcaklığa karşı kütle kayıpları incelenmiştir. MH-418 numunesinde artan radyasyon miktarına bağlı olarak %1, %10, %50, %99 `luk kütle kayıp sıcaklıklarında artış görülürken,  EH-102 ve EH-251 numunelerine bakıldığında ise artan radyasyon miktarına bağlı olarak %1, %10, %50, %99 `luk kütle kayıp sıcaklıklarında azalma görülmüştür.
Numunelerin SEM görüntülerine bakıldığında ise 50 kGy kadar olan radyasyonun yüzeyi pürüzleştirdiği görülmüştür. Radyasyon miktarı 100 kGy çıkıldığında ise yüzeyin pürüzlülüğünün oldukça azaldığı görülmüştür.

Anahtar sözcükler: Polipropilen, degradasyon, radyasyon, mekanik analiz, termal analiz, SEMX

Abstract:
By treating polymer easily materials of different size and shape can be obtained. These materials can be used in daily life and in any area of industry thanks to its high mechanic resistance, their resistance to chemical materials, low condensation and high temperature and electric resistance features. In addition, though polymer products take part in production by itself they can also be used by adding various additives material. These additives lead to different chemical and physical changes in the structure of polymer.
In literature, it is known that when polypropylene interacts with radiation, degradation takes place in the structure of polypropylene. In this study, radiation of 10, 30, 50, 70,100 kGy doses was applied from 60Co source to the samples of polypropylene MH-418, EH-102, EH-251 which have different molecule weight. Melting flow speed of samples, hardness, mechanical analysis (durability of strain in flowing, durability of strain for burst, extension for burst) thermal analysis (DSC, TG) and SEM images were observed.
When melting flow index of the samples was examined, it was determined that there was a significant increase in the speed of melting flow in connection with increasing radiation amount. When the mechanical analysis of the samples were examined, there was a significant decrease in resistance of strain for flowing, resistance of strain for burst and extension of burst values. Particularly, as the samples with 100 kGy radiation amount had deformation, there was no reading for the values.
When DSC analysis of the samples were examined, depending on the increasing radiation amount, there was a decrease in melting temperature Tm, crystallization temperature Tc, melting enthalpy ?Hf, crystallization enthalpy ?Hc and the rate of crystallization Xc values.
It was observed that there was mass loss against heat in TG analysis of samples. Depending on the  increasing radiation amount of MH-418 sample there was an  %1, %10, %50, %99 increase in mass loss temperature , whereas there was a %1, %10, %50,%99 decrease in mass loss temperature for EH-102, EH-251 samples.
When SEM images of samples were examined, radiation of 50 kGy led to roughness on the surface. When the radiation amount was up to 100 kGy, the roughness on the surface decreased significantly


Key words: Polypropylene, degradation, radiation, mechanical analysis, thermal analysis, SEM