SICAKLIK KONTROLÜ İLE POLİSTİREN/KİL NANOKOMPOZİT SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

Filiz Orman, Ayla Altınten
776 115

Öz


Nanokompozitler içinde kil ile hazırlanmış polimerik nanokompozitlerin önemi büyüktür. Smektit ailesine ait killer, özellikle bentonit ve montmorillonit, düzenli tabakalı yapıları ile polimerik nanokompozitlerin hazırlamasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Yapılan deneysel çalışmada, iki farklı üretim metodu ve iki farklı işletim koşulu kullanılarak polimerik nanokompozitler üretilmiştir. Çalışmada kullanılan üretim yöntemleri eş zamanlı üretim metodu ve eriyikle harmanlama metodudur. Deneyler 100 0C ve 105 0C’ de sabit sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. Sistemin bu sıcaklıkta kalması için kendinden ayarlamalı PID (STPID) kontrol yöntemi uygulanmıştır. STPID kontrol model ve ayar parametreleri ise genetik algoritma ile belirlenmiştir. Nanokompozitler elde edildikten sonra ilk olarak % monomer dönüşümleri ve viskozite ortalama molekül ağırlıkları hesaplanmış, daha sonra karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Termal özelliklerin belirlenmesinde Temogravimetrik Analiz (TGA), yüzey karakterizasyonu için Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), yapısal analiz için Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) kullanılmıştır. Mekanik özelliklerin değerlendirilmesinde Shore D sertlik ölçüm yöntemi kullanılmıştır. Karakterizasyon çalışmalarına göre, genel olarak eriyikle harmanlama metoduyla elde edilen nanokompozitlerin özelliklerinin daha iyi olduğu belirlenmiştir.


Anahtar kelimeler


Polistiren; Kil; Nanokompozit; Kendinden ayarlamalı oransal-integral-türevsel kontrol; Karakterizasyon

Tam metin:

PDF


Referanslar


Hwu J.M., Jiang G.J., Gao Z.M., Xie W., Png W.P., The characterization of organic modified clay and clay-filled PMMA nanocomposite, Journal of Applied Polymer Science, 83, 1702-1710, 2002.

Durmuş A., Şekillendirilmiş poliolefinlerin DSC ile incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2001.

Hartmut F., Polymer nanocomposites, Materials Science and Engineering Symposium, Netherlands, 763-772, 2003.

Tseng C., Wu, J. Lee, H. Chang, F., Preparation and characterization of polystyrene–clay nanocomposites by free-radical polymerization, Journal of Applied Polymer Science, 85, 1370-1377, 2002.

Ramani A., Dahoe A.E., On flame retardancy in polycaprolactam composites by aluminium diethylphosphinate and melamine polyphosphate in conjunction with organically madified montmorillonite nanoclay, Polymer Degradation and Stability, 105, 1-11, 2014.

Qi K., Zhang G., Effect of organoclay on the morphology, mechanical, and thermal properties of polyimide/organoclay nanocomposite foams, Polymer Composites, 35(12), 2311-2317, 2014.

Scarfato P., Incarnato L., Maio L.D., Dittrich B., Schartel B., Influence of a novel organo-silylated clay on the morphology, thermal and burning behavior of low density polyethylene composites, Composites Part B: Engineering, 98, 444-452, 2016.

Aydoğan B., Usta N., Investigation the effects of nanoclay and intumescent flame retardant additions on thermal and fire behaviour of rigid polyurethane foams, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 30(1), 9-18, 2015.

Kaştan A., Yalçın Y., Ünal H., Talaş Ş., Investigation on thermal properties of nanoclay added polyamide 6/high density polyethylene (HDPE) composites, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 32(1), 89-99, 2017.

Fan J., Liu S., Chen G., Qi Z., SEM study of a polystyrene/clay nanocomposite, Polymer Science, 83, 66–69, 2002.

Qi R., Jin X., Nie J., Yu W., Zhou C., Synthesis and properties of polystyrene clay nanocomposites via in situ intercalative polymerization, Journal of Applied Polymer Science, 97(1), 201-207, 2005.

Mohanty S., Nayak S.K., Melt blended polystyrene/layered silicate nanocomposites: Effect of clay modification on the mechanical, thermal, morphological and viscoelastic behavior, Journal of Thermoplastic Composite Materials, 20, 175, 2007.

Jaymand M., Modified syndiotactic polystyrene/montmorillonite nanocomposite: Synthesis, characterization, and properties, Macromolecular Research, 19(10), 998-1005, 2011.

Saraeian P., Tavakoli H.R., Ghassemi A., Production of polystyrene-nanoclay nanocomposite foam and effect of nanoclay particles on foam cell size, Journal of Composite Materials, 47(18), 2211-2217, 2013.

Paul P.K., Hussain S.A., Bhattacharjee D., Pa M., Preparation of polystyrene-clay nanocomposite by solution intercalation technique, Bulletin of Materials Science, 36(3), 361-366, 2013.

Hasan A.R., Soğutma ceketli kesikli bir stiren polimer reaktörünün dinamik özellikleri, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Universitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 1990.

Öney F., Polistiren kil nanokompozitin sentezi ve karakterizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitütüsü, Ankara, 2011.

Altınten A., Ketavanlıoğlu F., Erdoğan S., Hapoğlu H., Alpbaz M., Self-tuning PID control of jacketed batch polystyrene reactor using genetic algorithm, Chemical Engineering Journal, 138(1-3), 490-497, 2008.

Brandrup J., Immergut E.H., Polymer Handbook, John Wiley & Sons, Inc., USA., 1966.




Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.