Heterokollu yıldız PLA-PCL/PLA kompozitlerinin hazırlanması ve diizosiyanat uyumlaştırıcılarının etkisinin incelenmesi
Preparation of hetero-armed star PLA-PCL/PLA composites and investigation of the effect of diisocyanate compatibilizer
Yazar: DERYA CANER
Danışman: DOÇ. DR. ERDİNÇ DOĞANCI
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Poli(laktik asit) (PLA), alifatik poliester ailesinin bir parçası olup, α-hidroksi asitlerden meydana gelmektedir. Biyolojik olarak parçalanabilen, biyouyumlu bir malzeme olup, yüksek dayanımlı, yenilenebilir kaynaklardan elde edilebilen, yüksek modüle sahip termoplastik bir polimerdir. PLA yüksek çekme dayanımı ve rijitliğe sahiptir. Ayrıca 50-60 °C aralığında olan camsı geçiş sıcaklığının (Tg) altında da kırılgandır. PLA'nın kırılgan özelliği en büyük ve önemli dezavantajıdır. PLA'nın kırılmadaki gerginliğini artırmak ve yüksek uzamasını sağlamak için biyobozunur, düşük camsı geçiş sıcaklığına sahip (Tg≈-50 ⁰C) ve esnek polimerlerden biri olan poli(ɛ-kaprolakton) (PCL) ile harmanlamasıyla daha tok hale getirilmektedir. Ayrıca polihedral oligomerik silseskuioksan (POSS) molekülü de PLA polimerin termal ve mekanik özelliklerinin iyileştirilmesine katkı sağlamaktadır. 
Bu çalışmada, farklı zincir uzunluklarında POSS merkezli heterokollu yıldız şekilli PLA-PCL ((PLA)4-POSS-(PCL)4) polimerlerinin sentezi gerçekleştirilmiştir ve PLA' nın özelliklerinin iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Laboratuvar ortamında hazırlanan alkin fonksiyonlu lineer PLA ve lineer PCL polimerlerinin istenilen zincir uzunluklarında POSS merkez ile klik reaksiyonları gerçekleştirildi ve ticari PLA ile 95/5 ve 90/10'luk karışımlarının ekstrüderde harmanlanmasıyla elde edilen kompozitlerin mekanik, morfolojik, termal analizleri incelendi. Karışımların uyumluluklarını artırmak amacıyla ticari farklı diizosiyanatlar (PDI, MDI, TDI ve IPDI gibi) ilave edilerek PLA ve yıldız polimer ile olan karışımlarına etkisi araştırıldı.

Abstract:
Poly(lactic acid) (PLA) is a part of the aliphatic polyester family and consists of α-hydroxy acids. It is a biodegradable, biocompatible material and a high modulus thermoplastic polymer that can be obtained from renewable resources. PLA has high tensile strength and rigidity. It is also fragile below the glass transition temperature (Tg) in the range of 50-60 ° C. The fragile feature of PLA is its biggest and important disadvantage. It is made tougher by blending with poly(ɛ-caprolactone) (PCL) having the biodegradable and low glass transition temperature (Tg≈-50 ⁰C) which is one of the flexible polymers in order to increase the strain in the fracture and to ensure high elongation of the PLA. In addition, the polyhedral oligomeric silsesquioxane (POSS) molecule also contributes to the improvement of the thermal and mechanical properties of the PLA polymer. 
In this study, synthesis of POSS-centered heteroarmed star-shaped PLA-PCL ((PLA)4-POSS-(PCL)4) polymers with different chain lengths has been synthesized and it is aimed to improve the properties of PLA. Alkyne functionalized linear PLA and PCL polymers, that were prepared in the laboratory conditions at desired chain lengths, were performed click reactions with POSS. And then mechanical, morphological and thermal analysis of composites were investigated by blending commercial PLA in extruder at mixing rates of 95/5 and 90/10. In order to increase the compatibility of the mixtures, different diisocyanates (such as commercial PDI, MDI, TDI and IPDI) were added and its effect on mixtures with PLA and star polymers was investigated.