Production and characterization of boron-based additives and the effect of flame retardant additives on PET-based composites
Boron bazlı katkı maddelerinin üretimi, karakterizasyonu ve alev geciktirici katkı maddelerinin PET bazlı kompozitlerdeki etkileri
- Tez No: 255305
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖKNUR BAYRAM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Poli(etilen tereftalat), PET bazlı yanması geciktirilmiş kompozitlerin üretilmesi maksadıyla, yanmayı geciktirici bor esaslı katkı maddeleri, 3.5 mol kristal sulu çinko borat ve bor fosfat sentezlenmişlerdir. Çinko borat laboratuvar ölçekte ve pilot ölçekte borik asit ve çinko oksidin reaksiyonu ile sulu ortamda sentezlenmiştir. Değişik reaksiyon parametrelerinin reaksiyon kinetiğine ve son ürünün ortalama parçacık boyutuna etkileri incelenmiştir. Bor fosfat kuru, ıslak ve mikrodalga olmak üzere üç farklı yöntemle sentezlenmiştir. Sentezlenen bu iki alev geciktirici yanında, piyasada bulunan, halojen içermeyen alev geciktiriciler de kullanılmıştır. Kompozitler çift vidalı ekstrüder kullanılarak üretilmiş ve enjeksiyonlu kalıplama ile kalıplanmışlardır. Kalıplama işleminin ardından kompozitler yanma davranışları açısından, mekanik ve termal özellikleri, ve morfolojileri açısından karakterize edilmişlerdir. Uygun alev geciktiricilerin belirlenmesini amaçlayan ilk aşama denemelerin sonuçları esas alınarak değişik miktarlarda ve değişik kombinasyonlarda trifenilfosfat, trifenilfosfin oksit, 3.5 mol kristal sulu çinko borat ve mikrodalga yöntemi ile sentezlenmiş bor fosfat alev geciktirici olarak seçilmiş ve PET matrikste kullanılmıştır. Kompozitlerin yanma özellikleri yatay yanma hızı testi ve sınırlayıcı oksijen indeksi testleri ile belirlenmişlerdir. Malzemelerin yanma anında açığa çıkardıkları dumanın yoğunluğu da ölçülmüştür. Sınırlayıcı oksijen indeksi test sonuçlarına göre, saf PET'ın sınırlayıcı oksijen indeks değeri %21 olarak belirlenmiş, matriks malzemesine %5 bor fosfat ve %5 trifenil fosfat ilavesi ile bu değer %36'ya yükselmiştir. Duman yoğunluğu analizleri sonuçları, bor fosfatın PET matriks için başarılı bir duman bastırıcı olduğunu göstermiştir. PET matriksin yanmasının gecikmesinin yanında çekme dayanımı ve darbe dayanımı özellikleri de alev geciktirici katkı maddeleri ilavesi ve de özellikle trifenil fosfat ilavesi ile artış göstermiştir.
Özet (Çeviri)
For the aim of production of poly(ethylene terephthalate), PET based flame retardant composites; boron based flame retardant additives, 3.5 mole hydrated zinc borate and boron phosphate were synthesized. Zinc borate was synthesized with the reaction of boric acid and zinc oxide in both laboratory and pilot scale reactors. Effects of reaction parameters on kinetics of reaction and final product particle size were evaluated. Boron phosphate was synthesized via dry, wet and microwave methods. In addition to the synthesized flame retardant additives, several non-halogenated flame retardant additives, which were commercially available, were also used. Composites were prepared using twin screw extruder and molded by injection molding, followed by characterization in terms of flame retardancy behavior, mechanical and thermal properties, and morphologies. Based on the results of first stage experiments, aiming to determine effective additives, different amounts and combinations of triphenyl phosphate, triphenyl phosphine oxide, zinc borate and microwave produced boron phosphate were chosen and used in PET matrix. Flame retardancy of the composites were determined by conducting horizontal burning rate and limiting oxygen index (LOI) tests. Smoke emissions during fire were also measured. According to the LOI test results, LOI of neat PET was determined as 21%, and with the addition of 5% boron phosphate and 5% triphenyl phosphate together, LOI was increased up to 36%. The smoke density analysis results implied that, boron phosphate was a successful smoke suppressant for PET matrix. In addition to flammability properties, tensile and impact properties of the composites were also improved with flame retardant additives and expecially with the addition of triphenyl phosphate.
Benzer Tezler
- The effect of boron nitride and boron carbide additives on the properties of mesophase pitch based carbon foam
Bor nitrür ve bor karbür katkı malzemelerinin mezofaz zift bazlı karbon köpüğünün özelliklerine etkisinin incelenmesi
SENA EFE
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. EKREM EKİNCİ
- Bor ve mineral katkılı selülozik yalıtım malzemesi üretimi ve karakterizasyonu
Production of boron and mineral reinforced cellulosic insulation material and its characterization
İBRAHİM ETHEM KARAAĞAÇLIOĞLU
Doktora
Türkçe
2012
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SABRİ ÇELİK
- B4c ilaveli tzm alaşımlarının spark plazma sinterleme (SPS) yöntemi ile farklı tasarımlarla üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of b4c rei̇nforced tzm alloy with different designs prepared by spark plasma sintering (SPS) method
BARIŞ YAVAŞ
Doktora
Türkçe
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- B4C esaslı kompozitlerin B4C/Me başlangıç tozlarından hareketle spark plazma sinterleme (SPS) yöntemi ile üretilmesi ve karakterizasyonu
Production and characterization of B4C based composites from B4C/Me starting powders by using spark plasma sintering (SPS) method
MERAL CENGİZ
Doktora
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN
- Metakaolin tabanlı pişirilmiş taş tozu atığı ikameli kolemanit ve boraks penta hidrat katkılı geopolimer harçların fiziksel ve mekanik özellikleri
Physical and mechanical properties of metakaolin based heat-treated stone powder waste substitution colemanite and borax penta hydrate additive geopolymer mortars
MEHMET AKTÜRK
Doktora
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiKonya Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜLKÜ SULTAN KESKİN
PROF. DR. İLKER BEKİR TOPÇU