Fosfazen esaslı polimer plastikleştiricilerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of phosphazene based plasticizers for polymers
Yazar: İLKE SAYAN
Danışman: DOÇ. DR. FERDA HACIVELİOĞLU
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu çalışmada, genel plastikleştiriciler olan ftalatlara alternatif inorganik temelli yanma dayanımı yüksek fosfat esterlerinden de esinlenerek hekzaklorosiklotrifosfazenlere organik kimyasallar bağlanarak hibrid maddeler elde edildi ve PVC plastikleştiricisi olarak kullanıma uygunluğu incelendi. Bu amaçla ilk olarak hekzaklorosiklotrifosfazenin (trimer) dietilenglikolmonometileter (DEGMME) ve trietilenglikolmonometileterle (TEGMME) nükleofilik sübstitüsyonu ile sırasıyla hekza(metoksietoksietoksi)siklotrifosfazen (1) ve hekza(metoksietoksietoksietoksi) siklotrifosfazen (2) sentezlendi. Trimerin 4-hidroksietilbenzoat ile nükleofilik yer değiştirme reaksiyonundan hekza(4-oksietilbenzoat) siklotrifosfazen (3) ayrıca trimerin fenol ve DEGMME'nin nükleofilik sübstitüsyonu ile bis(fenoksi)tetra(metoksietoksietoksi) siklotrifosfazen (5) sentezlendi. Ayrıca endüstride kullanılan plastikleştiricilerin ester yapısında olmasından dolayı hekza(4-oksibenzaldehit) siklotrifosfazen (6) ile dietilen glikolmonometileter kullanılarak aromatik aldehitlerin oksidasyon reaksiyonuyla hekza(4-oksimetoksietoksietoksibenzoat) siklotrifosfazen (7) maddeleri sentezlendi.
Elde edilen maddelerin yapıları 31P NMR, 1H NMR, XRD ve FT-IR ve MALDI/MS kütle teknikleri ile aydınlatıldı. Plastikleştiricilerin PVC ile uygulamalarında PVC üzerindeki camsı geçiş sıcaklığı (Tg) ve termal dayanım gibi özellikleri DSC ve TGA yöntemleriyle belirlendi. PVC polimerine eklendiğinde polimerin mukavemeti üzerindeki etkisi de çekme-basma test cihazı ile belirlendi. Ayrıca sentezlenen maddelerin PVC ile karışımlarının yanma dayanımları alev testi yapılarak incelendi.

Abstract:
In this study, by inspiring phosphate esters which are inorganic based and high burning resistance plasticizers, hexachlorocyclotriphosphazene that was reacted with organic chemicals, were obtained hybrid materials which are alternative to the common phthalate plasticizers. These materials were analyzed as plasticizers for PVC. For this purpose, hecachlorocyclotriphosphazene (trimer) was reacted by nucleophlic substitution reaction with diethylenglycolmonomethylether (DEGMME) and triethyleneglycolmonometilether (TEGMME) and was synthesized respectively hexa(metoxyetoxyetoxy)cyclotriphosphazene (1) and hexa(metoxyetoxyetoxyetoxy)cyclotriphophazene (2). From the reaction of trimer with 4-hydroxyethylbenzoate was obtained hexa(4-oxyethylbenzoate)cyclotriphosphazene (3). By the reaction of trimer with phenol and DEGMME, bis(phenoxy)tetra(metoxyetoxyetoxy)cyclotriphosphazene(5) was synthesized. Also inpiring industrial ester plasticizers, hexa (4-oxybenzaldehyde)cyclotriphosphazene (6) and diethyleneglycolmonomethylether was reacted by using oxidation of aromatic aldehydes and was obtained hexa(4-oxymetoxyetoxyetoxybenzoate)cyclotriphosphazene (7).
The structure of materials that obtained, were enlighted by 31P NMR, 1H NMR, XRD ve FT-IR ve MALDI/MS. The application of plasticizers with PVC were researched. Thermal resistance and glass transition (Tg) were determined by using TGA and DSC devices. Determination of resistance of plasticized PVC was uncovered by using tensile-compression test machine. Also the combustion resistance of the compounds which were mixed PVC researched by making flame test.