Synthesis And Characterization Of Nanocomposite Resins

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2012Bu çalışma iki bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, yüksek mukavemetleri, yapısal bütünlükleri, termal kararlılıkları, ısı ve çözücü dirençleri sebebiyle; termal yalıtım, kaplama, döküm, ahşap ürün endüstri malzemesi ve uzay ve havacılık malzemesi olarak kullanılabilecek yeni; hidroksil zincir sonlu polidimetil siloksan (PDMS) ile modifiye edilmiş, kil katmanlı resol tipi fenol formaldehit nanokompozit reçinelerinin (PDMS-LC-PFR) in-situ hazırlama yöntemiyle sentezi amaçlanmıştır. Nanokompozit resol reçineleri, kilin fenol formaldehit reçinelerinin baz katalizörü bulunan sentez ortamına direkt eklenmesiyle sentezlenmiştir. Malzemenin yüzeyini geliştirmek ve modifiye etmek için, sentez aracılığıyla PDMS de ortama eklenmiştir. Nanokompozit reçinelerin mekanik, termal, spektroskopik ve mikroskopik özellikleri belirlenmiştir. Nanokompozit örneklerin karakterizasyonu FTIR-ATR spektrometre, diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC), termogravimetrik analiz cihazı (TGA), dinamik mekanik analiz cihazı (DMA) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile yapılmıştır. Bu çalışmanın ikinci bölümünde, atık durumundaki pirina (zeytinin işlenmesi sonucu kalan katı ürün) dolgu maddesi olarak kullanılarak polimer ahşap kompozit malzeme üretimi; böylece hem ahşap malzemelerin var olan dezavantajlarının ortadan kaldırılması ve bu ahşap malzemelerin üretimi ile çevreye verilen zararın en aza indirilmesi, hem de atık durumundaki pirinanın ekonomiye kazandırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla üre-formaldehit ve fenol-formaldehit (resol) reçineleri bağlayıcı matris olarak kullanılmıştır. Fenol-formaldehit reçinesi kullanımı ile malzemenin su absorpsiyonunun en aza indirilmesi hedeflenmiştir. Farklı pirina miktarları ve değişik reçine matrisi oranlarıyla hazırlanan numunelere üç noktadan eğilme testi uygulanarak, en yüksek eğilme direncini gösteren optimum dolgu maddesi değeri tespit edilmeye çalışılmıştır. Ayrıca pirinanın bağlayıcı reçine matrisi içerisinde homojen olarak dağılıp dağılmadığını anlamak için örneklere SEM ölçümleri uygulanarak morfolojileri belirlenmiştir.This study can be categorized into two parts. The first part aims to synthesis new hydroxyl chain ended polydimethyl siloxane (PDMS) modified layered clay resol type phenol formaldehyde nanocomposite resins (PDMS-LC-PFR) by in-situ preparation method, which can be used for thermal insulation materials, coatings, molding compunds, wood product industry and aerospace components due to their high strength, structural integrity, thermal stability, heat and solvent resistance. Nanocomposites resins were synthesized by direct addition of clay into synthesis of phenol formaldehyde resins media, in the presence of base catalyst. Through the synthesis PDMS have also been added in the media to improve the surface of the material. Mechanical, thermal, spectroscopic and microscopic properties of the nanocomposite resins have been determined. The characterizations of samples were performed by Fourier Transform Infrared Spectroscopoy (FTIR-ATR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetric Analyzer (TGA), Dynamic Mechanical Analyzer (DMA) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The second part of this study contains produciton of polymer wood composite materials. In this part, urea formaldehyde resin (UFR) and neat resol resin (PFR) were used as binder resin matrix and pomace was used as filler. With use of PFR in the resin matrix was aimed to decrease the water absoption capacity of the materials. Effect of the pomace amount and the resin matrix content on the mechanical properties of the materials were determined by 3-point bending measurements. Also morphology of the composite materials were determined with SEM measurements.Yüksek LisansM.Sc