Search

International audience

Rod-shaped ZnO crystals were synthesized by chemical precipitation method and added into polypropylene and high density polyethylene together with montmorillonite particles by melt extrusion method. Surface modification with stearic acid was applied to the ZnO particles. Decreased oxygen permeability and increased elastic modulus were observed for both polypropylene and polyethylene when ZnO and clay particles were added together. Thermal properties of the polymers were preserved with the addition of the particles.

In this study, the effects of temperature and humidity on oxygen transmission rates (OTR) of polypropylene and polypropylene-clay nanocomposites (PP-NC) were investigated. OTR values were found using “SYSTECH Oxygen Permeation Analyser”. Amounts of nanoclay (NC) added to polypropylene were 3%, 5% and 7% by weight. The analysis of the temperature dependence of OTR values of the samples showed that by increasing the temperature from room temperature (25 oC) to the 30oC, 40oC and 50oC respectively, the OTR also increased in all prepared composites. The results showed that, filled polypropylene has low oxygen permeability than unfilled polypropylene. Temperature-OTR changes were applied to Arrhenius type equation. It was observed that in all samples OTR values linearly changed by changing temperature and these changes obeyed to the Arrhenius type equation as reflected by the high correlation coefficients (0.9965-0.9990). Nanocomposites containing 5 and 7 wt.% clay nanoparticles showed good oxygen barrier properties and these properties decreased proportionally by increasing temperature. Generally, in all PP-clay samples oxygen permeability rate in “wet air” condition was lower than oxygen permeability in “dry air” condition. These OTR differences were nearly negligible in PP, PP-3% NC and PP-7% NC nanocomposites . However OTR values in “wet air” condition is lower than oxygen permeability rate in “dry air” condition in PP- 5% NC sample.

98

Kompozit malzemeler günümüzde hayatımızın her alanında kullanılmaktadır. İlk sentetik polimer kompoziti olan bakelitin üretimi 1907 yılında gerçekleşmiştir. O günden bugüne kadar çok sayıda polimer kompoziti hazırlanarak yaygın kullanıma ulaşmıştır. En genel hatları ile kompozit malzemeler birden fazla malzemenin birleşerek her bileşenin iyi özelliklerini son ürüne yansıttıkları malzemelerdir. Polimerik kompozitlerde ise ana bileşen en az bir polimerden oluşmaktadır.Polimerik kompozitlerin oluşturulması esnasında birçok amaçla katkı malzemeleri kullanılmaktadır. Ayrıca kompozitlerin hazırlanması yöntemleri de yine değişkenlik göstermektedir. Son uygulamaya göre katkılar ve üretim yöntemleri seçilmektedir. Katkılar arasında en yaygın kullanım dolgu malzemeleridir. Dolgu malzemeleri son ürünün hem daha ucuz olmasını sağlayabilmektedir hem de başta mekanik özellikler olmak üzere birçok kritik davranışını değiştirmektedir. İlave olarak mineral dolgu malzemeleri kullanıldığında organik malzemeler olan polimerlerle karıştırmak problem olabilmektedir. Bu iki malzeme birbirine uyumsuz oldukları için uyumlaştırıcı malzemeler üretimde eklenebilmektedir. Bu iki tür katkının haricinde üretim yardımcıları, renk katkıları, bozunmayı engelleyen katkılar gibi birçok katkı malzemesi daha vardır.Gelişen polimer ve polimer kompozitleri teknolojisi ile çok daha karmaşık malzemeler yapılmaktadır. Özellikle son yıllarda ikili, üçlü polimer matrislerin içerisine farklı katkılar katarak yeni malzemelerin elde edilmesinde çok sayıda çalışma bulunmaktadır. Bu sayede her bir polimerin kendi karakteristik özelliğinden yararlanılmakta ve ortaya çok geniş yelpazede ürün özelliklerine sahip malzemeler çıkmaktadır.Bu çalışmada endüstride yaygın olarak kullanılan etilen propilen dien monomer (EPDM) kauçuğu ile polipropilen (PP) ve poliamid (PA) plastikleri karıştırılarak yüksek sıcaklıklarda kullanılabilen elastik ancak rijit bir malzeme elde edilmek istenmiştir. Oluşturulan polimerik kompozite istenilen mekanik özellikleri elde edebilmek amacıyla beyaz dolgular ilave edilmiştir. Tüm sistemin etkileşime girebilmesi için iki farklı uyumlaştırıcı denenmiştir. Tüm bu malzemeler ekstrüderde karıştırılmış olup enjeksiyon makinası ile test numuneleri hazırlanmıştır.Elde edilen sonuçlarda EPDM, PP ve PA kompozitine uyumlaştırıcı ilavesinin mekanik özelliklerde iyileşme sağladığı tespit edilmiştir. Üçlü kompozit için mekanik özellikleri maleik anhidrit aşılanmış polipropilen (MA-PP) ilavesinin daha fazla arttırdığı görülmüştür. Bununla birlikte EPDM ve PA kompozitlerinde maleik anhidrit aşılanmış etilen propilen monomer (MA-EPM) ajanı daha fazla etki göstermektedir. Ayrıca PA'in EPDM-PP kompozitlerine eklenmesi kopma dayanımında bir artış getirmiştir.İlave olarak beyaz dolgu olarak kompozitlere eklenen bentonit ve silikanın son ürüne olan etkileri incelendiğinde aynı miktar silikanın bentonite göre daha fazla takviyelendirme sağladığı tespit edilmiştir. Termoplastik olan PP ve PA polimerlerine EPDM eklendiğinde hem kayıp hem de depolama modülünde artış sağladığı görülmektedir. Bu etki kompozitlere uyumlaştırıcı eklendiğinde artmaktadır. Composite materials are used today in all areas of our lives. The first synthetic polymer composition, bakelite, was produced in 1907. Since then, many polymer composites have been prepared and widely used. Composites are prepared by combining one or more materials and reflects the best properties of each of them to the final product. In polymeric composites, the main ingredient should be at least one polymer.Generally, additives are used in polymeric composites for many purposes. In addition to this, preparation methods of composites are a critical parameter. Additives and production method are selected according to final product's properties. Fillers are the most common additives and they are used to make cheap the composites and also improving the properties, especially mechanical properties. When mineral fillers are used in composites, it is very hard to mix fillers and polymers because of incompatibility problem. Compatibilizers are used to solve this problem. In addition to these two types of additives, there are many other additive materials such as production aids, color additives, antioxidants etc.More complex composite materials are being made with developing polymer and polymer composites technology. Especially in recent years, there have been many studies on developing new materials by adding different additives to the binary or ternary polymer matrices. With these studies, many new polymeric composites are released to market in a wide range.In this study, polypropylene (PP) and polyamide (PA) plastics with ethylene propylene diene monomer (EPDM) rubber which they are widely used in the industry, are mixed to achieve developing a new composite which is elastic but also rigid material which can be used at high temperatures. To obtain good mechanical properties, white fillers were added to polymeric composites. Two different compatibilizers were used for improving interaction between polymers and fillers. All these materials were mixed in an extruder and test samples were prepared by using an injection machine.The results showed that the addition of compatibilizers to the EPDM, PP and PA mixture improves the mechanical properties. Maleic anhydride grafted polypropylene increased the mechanical properties of ternary composites much more than maleic anhydride grafted ethylene propylene monomer. The addition of PA to the EPDM-PP mixture increased the tear strength. In addition to these results, when bentonite and silica were added to the mixture as white fillers, it was found that silica had more reinforcement effect compared with bentonite. When EPDM was added to PP and PA polymers which are thermoplastic, it was observed that both loss and storage modules were increased. This effect was increased when the compatibilizer was added to the mixtures.When EPDM was added to PP-PA blend, it was observed that both loss and storage modules were increased. This effect was increased when the compatibilizer was added to the mixtures. 142

Plastikler, düşük maliyet, kolay işlem yeteneği ve üretim için bol miktarda kaynak bulunmasından dolayı ambalaj uygulamaları için en yaygın kullanılan malzemelerdir. Dünya çapında yıllık plastik üretimi, her yıl istikrarlı bir şekilde artmaktadır. Plastiklerin paketleme, inşaat, otomotiv, elektrik, havacılık ve korozyon önleme ve kontrol gibi geniş bir yelpazede uygulama alanı bulunmaktadır. Plastik üretimi için yaygın olarak kullanılan hammaddeler petrol ürünleridir. Geleneksel fosil yakıt kaynaklı plastiklerin çoğu biyolojik olarak parçalanmaz ve dolayısıyla çevre kirliliğine neden olmaktadırlar. Artan çevresel kaygılar nedeniyle, son yıllarda biyolojik temelli sürdürülebilir plastik ambalaj materyalleri araştırmalarına olan ilgi belirgin bir şekilde artış göstermiştir. Biyopolimer veya biyobozunur plastikler uygun nem, sıcaklık ve oksijen mevcudiyet koşulları altında, toksikliğe veya çevreye zararlı bir tortu olmaksızın bozunurlar. Biyopolimerler çevre için büyük avantajlara sahip olmalarına rağmen bazı performans ve işleme açısından zayıf olmaları nedeniyle endüstiryel kullanım için uygun olmayabilir. Çeşitli dolgu malzemeleri eklenerek oluşturulan kompozitler ile biyopolimerlerin mekanik ve bariyer özellikleri gibi özellikler geliştirilebilir ve endüstriyel kullanım için elverişli hale getirilebilir.Bu çalışmada çevre dostu biyobozunur polimer olan polihidroksi bütirat-ko- β-hidroksi valerat (PHBV) kopolimeri kullanılmıştır. PHBV'nin sahip olduğu gaz geçirgenlik, mekanik ve termal özellikleri geliştirmek amacıyla seramik bir malzeme olan hekzagonal bor nitrür (h-BN) kullanılmıştır. Çeşitli yüzdeler de h-BN eklenerek eriyik harmanla ve çözelti döküm yöntemi ile biyonanokompozitler üretilmiştir. Hazırlanan nanokompozitler XRD, SEM, FTIR, TGA ve DSC analizleri karakterize edilmiş, gaz geçirgenliği ve mekanik özellikleri ölçülmüştür. BN katkısı ile PHBV'nin bariyer özelliklerinde gelişme gözlenmiştir. PHBV'nin oksijen bariyer özelliklerinde eriyik harmanla yöntemi ile %37.09 oranında bir iyileşme gözlenirken, çözelti döküm yöntemi ile 292 kat iyileşme gözlenmiştir. Çözelti döküm yöntemi ile hazırlanan nanokompozitlerin Young modülü %17.9 oranında artırmıştır. Sonuç olarak, hem eriyik harmanlama hem de çözelti döküm yönteminin h-BN ilavesiyle PHBV özelliklerini geliştirdiği gözlenmiştir. Plastics are the most commonly used materials for packaging applications due to their low cost, easy processing capability and the abundance of resources available for production. The World wide annual plastic production is steadily increasing every year. Plastics have a wide range of application areas such as packaging, construction, automotive, electrical, aerospace and corrosion prevention and control. The raw materials commonly used for the production of plastics are petroleum products. Most conventional fossil fuel-based plastics are not biodegradable and therefore cause environmental pollution. Due to increased environmental concerns, interest in exploring bio-based sustainable plastic packaging materials has increased significantly in recent years. Under suitable conditions of moisture, temperature and oxygen availability, biopolymer or biodegradable plastics are degraded without toxicity or environmentally harmful residues. Although biopolymers have great environmental benefits, they may not be suitable for industrial use due to their poor performance and processing. Properties such as mechanical and barrier properties of biopolymers can be improved with composites formed by adding various fillers and made suitable for industrial use.In this work, polyhydroxy butyrate-co-β-hydroxy valerate (PHBV) copolymer, which is environmentally friendly biodegradable polymer, was used. Hexagonal boron nitride (h-BN), a ceramic material, was used to improve gas permeability, mechanical and thermal properties of PHBV. Several percentages of h-BN were added to produce bionanocomposites by melt blending and solution casting methods. The prepared nanocomposites were characterized by XRD, SEM, FTIR, TGA and DSC analyzes, gas permeability and mechanical properties were measured. Improvement in barrier properties of PHBV with BN addition was observed. Gas permeability properties of PHBV have improved up to 37.09% by melt blending method, up to 292 times for solution casting method. The Young's modulus of nanocomposites which produced by the solution casting method has increased to 17.9%. In a conclusion, it has been observed that the addition of h-BN has improved the properties of PHBV for both the melt blending and the solution casting methods. 167