Reaktif organobentonit katkıların sert poliüretan köpüğün bazı performans özellikleri üzerine etkisi

Murat Erdem, Kübra Ortaç, Bilge Erdem, Hayrettin Türk
771 128

Öz


Bu çalışmada; bentonit, amin ve hidroksil fonksiyonelliğine sahip bileşikler ile modifiye edilmiş ve elde edilen organobentonitler sert poliüretan köpük nanokompozit (SPKN) sentezinde katkı olarak kullanılmışlardır.Poliüretan matrikste kil tabakalarının dağılımı dar açılı X-ışını kırınım cihazı kullanılarak incelenmiştir.Köpüklerin yüzey morfolojileri taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiş, kapalı hücre içerikleri gaz yer değiştirmeli piknometre kullanılarak belirlenmiş, ısıl iletkenlikleri ısı akış metre cihazı, basma mukavemetleri ise üniversal test cihazı kullanılarak ölçülmüştür. Katkı türünün ve miktarının köpüğün ortalama hücre boyutu, kapalı hücre içeriği, ısıl iletkenliği, yoğunluğu ve basma mukavemeti üzerine etkileri araştırılmıştır. Elde edilen SPKN’lerin ortalama hücre boyutu ve ısıl iletkenlik değerlerinde katkı içermeyen sert poliüretan köpüğe (SPK) kıyasla azalma gözlenirken, kapalı hücre içeriği ve yoğunluk değerlerinde artış tespit edilmiştir. Katkılama ile birlikte poliüretan köpüğün ısıl iletkenliği yaklaşık %10 mertebesinde azalmıştır. %1 katkı içeren tüm SPKN’ler için basma mukavemeti değerleri SPK’ye kıyasla yüksek olmuş, katkı miktarındaki artış ile birlikte mukavemet değerleri genellikle düşmüştür.

Anahtar kelimeler


Sert poliüretan köpük; bentonit; nanokompozit; ısıl iletkenlik; basma mukavemeti.

Tam metin:

PDF


Referanslar


Zhao C., Yan Y., Hu Z., Li L., Fan X., Preparation and characterization of granular silica aerogel/polyisocyanurate rigid foam composites, Constr. Build. Mater., 93, 309-326, 2015.

Nazeran N., Moghaddas J., Synthesis and characterization of silica aerogel reinforced rigid polyurethane foam for thermal insulation application, J. Non-Cryst. Solids, 461, 1-11, 2017.

Saçak M., Polimer teknolojisi, Gazi Kitabevi, Ankara, Türkiye, 2013.

Harikrishnan G., Patro T.U., Khakhar D.V., Polyurethane foam-clay nanocomposites: Nanoclays as cell openers, Ind. Eng. Chem. Res., 45, 7126-7134, 2006.

Zarzyk I., Preparation and characterization of rigid polyurethane foams with carbamide and borate groups, Polym. Int., 65, 1430-1440, 2016.

Lee Y., Jang M.G., Choi K.H., Han C., Kim W.N., Liquid-type nucleating agent for improving thermal insulating properties of rigid polyurethane foams by HFC-365mfc as a blowing agent, J. Appl. Polym. Sci., 133, Article Number: 43557, 2016.

Kang M.J., Kim Y.H., Park G.P., Han M.S., Kim W.N., Park S.D., Liquid nucleating additives for improving thermal insulating properties and mechanical strength of polyisocyanurate foams. J. Mater. Sci., 45, 5412-5419, 2010.

Widya T., Macosko C.W., Nanoclay–modified rigid polyurethane foam. J. Macromol. Sci. B, 44, 897-908, 2005.

Rama M.S., Swaminathan S., Influence of structure of organic modifiers and polyurethane on the clay dispersion in nanocomposites via in situ polymerization. J. Appl. Polym. Sci., 118, 1774-1786, 2010.

Zou J., Chen Y., Liang M., Zou, H.W., Effect of hard segments on the thermal and mechanical properties of water blown semi-rigid polyurethane foams, J. Polym. Res., 22, Article Number: 120, 2015.

Pauzi N.N.P.N., Majid, R.A., Dzulkifli M.H., Yahya M.Y., Development of rigid bio-based polyurethane foam reinforced with nanoclay, Compos. Part B-Eng., 67, 521-526, 2014.

Danowska M., Piszczyk L., Strankowski M., Gazda M., Haponiuk J.T., Rigid polyurethane foams modified with selected layered silicate nanofillers, J. Appl. Polym. Sci., 130, 2272-2281, 2013.

Piszczyk L., Strankowski M., Danowska M., Haponiuk J.T., Gazda M., Preparation and characterization of rigid polyurethane-polyglycerol nanocomposite foams, Eur. Polym. J., 48, 1726-1733, 2012.

Zhu M., Bandyopadhyay-Ghosh S., Khazabi M., Cai H., Correa C., Sain M., Reinforcement of soy polyol-based rigid polyurethane foams by cellulose microfibers and nanoclays, J. Appl. Plym. Sci., 124, 4702-4710, 2012.

Hebda E., Ozimek J., Raftopoulos K.N., Michalowski S., Pielichowski J., Jancia M., Pielichowski K., Synthesis and morphology of rigid polyurethane foams with POSS as pendant groups or chemical crosslinks, Polym. Adv. Technol., 26, 932-940, 2015.

Thirumal M., Dipak K., Nikhil K.S., Manjunath B.S., Naik Y.P., Effect of a nanoclay on the mechenical, thermal and flame retardant properties of rigid polyurethane foam, J. Macromol. Sci. A, 46, 704-712, 2009.

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, 9-18, 2015.

Erdem, B., Heterohalkalı aromatik bileşiklerin doğal killere adsorpsiyonunun incelenmesi, Doktora Tezi, Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir, 2010.

Tyan H.L., Liu Y.C., Wei K.H., Thermally and mechanically enhanced clay/polyimide nanocomposite via reactive organoclay, Chem. Mater., 11, 1942-1947, 1999.

Nikje M.M.A., Garmarudi A.B., Haghshenas M., Mazaheri Z., Improving the performance of heat insulation polyurethane foams by silica nanoparticles, Nanotechnology in Construction 3, Part 3, 149-154, 2009.

Lim H., Kim S. H., Kim B. K., Effects of silicon surfactant in rigid polyurethane foams, Express Polym. Lett., 2, 194-200, 2008.

Chen T.K., Tien Y.I., Wei K.H., Synthesis and characterization of novel segmented polyurethane/clay nanocomposites, Polymer, 41, 1345-1353, 2000.

Pattanayak A., Jana S.C., Synthesis of thermoplastic polyurethane nanocomposites of reactive nanoclay by bulk polymeriaztion methods, Polymer, 46, 3275-3288, 2005.

Patro T.U., Harikrishnan G., Misra A., Khakhar D.V., Formation and characterization of polyurethane-vermiculite clay nanocomposite foams. Polym. Eng. Sci. 48, 1778-1784, 2008.

Kang J.W., Kim J.M., Kim M.S., Kim Y.H., Kim W.N., Effects of nucleating agents on the morphological, mechanical and thermal insulating properties of rigid polyurethane foams, Macromol. Res., 17, 856-862, 2009.

Cao X., Lee L.J., Widya T., Macosko C., Polyurethane/clay nanocomposites foams: Processing, structure and properties, Polymer, 46, 775-783, 2005.




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