Fosfor içeren yanma geciktirici poliüretan köpüklerin geliştirilmesi
Phosphorous and nitrogen containing flame retardant rigid polyurethane foams
Yazar: MURADULLA HAMIDOV
Danışman: DOÇ. DR. EMRAH ÇAKMAKÇI ; PROF. DR. MEMET VEZİR KAHRAMAN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Poliüretan köpükler modern hayatımızda çok önemli ve geniş kullanım sahalarına sahip plastik türü polimerlerden biridir. Ana hammaddeleri izosiyanat ve poliol başta olmak üzere çeşitli katkı malzemelerinin karışımından üretilmektedir. Rijit poliüretan esaslı köpükler genelde yalıtım sektöründe kullanılmaktadır. Ancak aleve karşı direncinin olmaması bu köpüklerin tek dezavantajıdır. Dolaysıyla, yanmaya karşı çeşitli alev geciktirici bileşikler kullanılmaktadır. Poliüretanlarda kullanılan alev geciktiriciler arasında özellikle azot ve fosfor bazlı şişen alev geciktiriciler oldukça etkilidir. Fakat bu tür alev geciktiricilerin reaktif olmaması, zamanla malzeme içerisinden göç etme riskini beraberinde getirmektedir. Böyle bir durumda köpük içindeki alev geciktirici etkisiz hale gelmesi ve ayrıca mekanik özelliklerinde kötü etkilenmesi kaçınılmazdır. Dolaysıyla, etkili ve aynı zamanda ana hammaddelerden poliol veya izosiyanatla reaksiyona girebilen reaktif alev geciktiricilere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmamızda piperidin ve 9,10- dihidro-9-oksi-10-fosfafenantren-10-oksitten (DOPO) reaktif alev geciktirici bir katkı maddesi hazırlanmıştır. Sentezlenen alev geciktirici farklı oranlarda köpüğe katılmıştır ve bileşikten izosiyanat ile reaksiyona girerek otokatalitik etkisini göstermesi beklenilmektedir. FTIR ve NMR spektroskopileri yardımıyla bileşiğin yapısı karakterize edilmiştir. Hazırlanan rijit köpüklerin Oksijen indeksi (LOI) ve mekanik testleri yapılmıştır.

Abstract:
Polyurethane foams are one of the most important and widely used plastic type polymers in our modern life. It is produced from a mixture of various blowing agents, catalysts and other additives, mainly isocyanate and polyol. Rigid polyurethane-based foams are generally used in the insulation industry. But, the only disadvantage of these foams is their lack of flame resistance. Therefore, halogen or phosphorus containing flame retardant additives and
intumescent flame retardants are used against burning. Among the flame retardants used in polyurethanes, especially nitrogen and phosphorus-based intumescent flame retardants are very effective. However, the fact that such flame retardants are not reactive brings the risk of migration off from the material over time. In such a case, it is inevitable that the flame retardant in the foam will become ineffective and will also be adversely affected by its mechanical properties. Thus, there is a need for reactive flame retardants that are effective and at the same
time react with polyol or isocyanate from the main raw materials. In this thesis study, a reactive flame retardant additive was prepared from piperidine and 9,10-dihydro-9-oxy-10- phosphaphenanthrene-10-oxide (DOPO). The synthesized flame retardant was added to the foam in different proportions and it is expected that the compound reacts with isocyanate and shows its autocatalytic effect. The structure of the additive was characterized by FTIR and NMR spectroscopy. Oxygen index (LOI) and mechanical tests of the prepared rigid foams were made.