Yeni nesil şişirici gaz hcfo varlığında farklı katalizörler kullanılarak sert poliüretan köpük üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of rigid polyurethane foam using different catalysts in the presence of new generation blowing gas hcfo
- Tez No: 931566
- Danışmanlar: PROF. DR. HALE BERBER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Polimer Bilim ve Teknolojisi, Polymer Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Poliüretan köpük, Rijit poliüretan, Polyurethane foam, Rigid polyurethane
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sert poliüretan köpüklerin hazırlanmasında 'şişirme', 'jel' ve 'trimerizasyon' katalizörlerinin farklı kombinasyonları kullanılarak köpüğün özelliklerini optimize etmek mümkündür. Ayrıca, kullanılan şişirici ajan da köpüğün özelliklerini etkilemektedir. Geleneksel şişirici ajanlara kıyasla, düşük termal iletkenliğe sahip ve çevre dostu şişirici ajan sistemlerinin geliştirilmesi günümüzde önemli hale gelmiştir. Bu çalışmada, şişirme katalizörü N,N,N',N',N"-pentametildietilen triamin (Polycat 5), jel katalizörleri N,N-dimetilsikloheksilamin (Polycat 8) ve N,N-dimetilbenzilamin (BDMA) ve trimerizasyon katalizörleri 1,3,5-Tris[3-(dimetilamino)propil]heksahidro-1,3,5-triazin (Polycat 41), 2-(2-Hidroksietoksi)etanol (Kosmos 33) ve Potasyum formatın (TMR-25) ve bunların miktarlarının sert poliüretan köpüklerin reaksiyon profili ile morfolojik, mekanik ve termal özellikleri üzerine etkileri incelenmiş, köpüklerin sentezinde geleneksel şişirici gazlar yerine çevre dostu bir şişirici gaz olan hidroklorofloroolefin (HCFO, trans-1-kloro-3,3,3-trifloropropen) kullanılmıştır. Literatürde ilk defa bu çalışmada yeni nesil şişirici gaz HCFO varlığında üç ana katalizör türünün ve miktarının etkileri ortaya konmuştur. Şişirme katalizörünün miktarının artmasıyla ortalama hücre boyutu %25 oranında küçülerek 531 µm'den 394 µm'ye düşmüş ve termal yalıtım performansı iyileşmiştir. Jel katalizörü Polycat 8 yerine BDMA kullanıldığında ortalama hücre boyutu %20 oranında küçülerek 416 µm'den 336 µm'ye düşmüştür. Jel katalizörlerinin miktarlarının artmasıyla da daha küçük ve kapalı hücre yapıları elde edilmiş, köpüklerin termal yalıtım performansları ve mekanik dayanımları artmıştır. Trimerizasyon katalizörü Polycat 41 yerine Kosmos 33 ve TMR-25 kullanıldığında; köpüklerin açık hücre içerikleri sırasıyla ortalama %7.5 ve %13.3 oranlarında ve ortalama hücre boyutları da sırasıyla %8 ve %20 oranlarında azalmış, basma mukavemetleri ve termal yalıtım performansları artmıştır. Trimerizasyon katalizörlerinin miktarlarının artması ile çapraz bağ yoğunlukları artarak köpüklerin basma mukavemetleri ve boyutsal kararlılıkları artmıştır. Bu çalışmanın sonuçları, yeni nesil şişirici gaz HCFO varlığında sentezlenen sert poliüretan köpüklerin morfolojisi ile mekanik ve termal özelliklerinin, kullanılan katalizör türü ve miktarından etkilendiğini göstermiştir. Katalizör türü ve miktarı değiştirilerek üretilen bu köpükler, farklı hücre yapıları ve buna bağlı olarak geniş aralıkta mekanik dayanım ve termal yalıtım performansı göstermeleri ile beyaz eşya, inşaat ve otomotiv sektörlerinde kullanım potansiyeli taşımaktadırlar.
Özet (Çeviri)
It is possible to optimize the properties of the foam by using different combinations of 'blowing', 'gel' and 'trimerization' catalysts in the preparation of rigid polyurethane foams. In addition, the blowing agent used also affects the properties of the foam. The development of low thermal conductivity and environmentally friendly blowing agent systems has become important today, compared to traditional blowing agents. In this study, the effects of the blowing catalyst N,N,N',N',N"-pentamethyldiethylene triamine (Polycat 5), gel catalysts N,N-dimethylcyclohexylamine (Polycat 8) and N,N-dimethylbenzylamine (BDMA), and trimerization catalysts 1,3,5-Tris[3-(dimethylamino)propyl]hexahydro-1,3,5-triazine (Polycat 41), 2-(2-Hydroxyethoxy)ethanol (Kosmos 33) and Potassium formate (TMR-25) and their amounts on the reaction profile and morphological, mechanical and thermal properties of rigid polyurethane foams were investigated. Instead of traditional blowing gases, an environmentally friendly blowing gas, hydrochlorofluoroolefin (HCFO, trans-1-chloro-3,3,3-trifluoropropene), was used in the synthesis of the foams. In this study, for the first time in literature, the effects of three main catalyst types and amounts in the presence of a new generation blowing gas HCFO were revealed. The average cell size decreased by 25% from 531 µm to 394 µm and the thermal insulation performance improved with the increase in the amount of blowing catalyst. The average cell size decreased by 20% from 416 µm to 336 µm when BDMA was used instead of gel catalyst Polycat 8. Smaller and closed cell structures were obtained, and the thermal insulation performance and mechanical strength of the foams increased with the increase in the amount of gel catalysts. The open cell contents of the foams decreased by 7.5% and 13.3% on average, and the average cell sizes decreased by 8% and 20%, respectively, and the compressive strength and thermal insulation performance increased when Kosmos 33 and TMR-25 were used instead of trimerization catalyst Polycat 41. The cross-link density increased, and the compressive strength and dimensional stability of the foams increased with the increase in the amount of trimerization catalysts. The results of this study showed that the morphology and mechanical and thermal properties of rigid polyurethane foams synthesized in the presence of the new generation blowing gas HCFO were affected by the type and amount of catalyst used. These foams, produced by changing the type and amount of catalyst, have the potential to be used in the white goods, construction and automotive sectors due to their different cell structures and the wide range of mechanical strength and thermal insulation performance they exhibit.
Benzer Tezler
- Development of sustainable rigid polyurethane foams (r-pufs) using environmentally friendly blowing agent systems
Çevre dostu şişirici ajan sistemleri kullanımıyla sürdürülebilir rijit poliüretan köpüklerin geliştirilmesi
OĞUZHAN ÖZENÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR
- Antakya tarihi ticaret merkezi mekansal yapı değişim ve gelişim sürecinin kent ticaret merkezi planlamasına etkinliği
The Effectiveness of spatial structural chance and development period of the historical trade center of Antakya in the urban trade planning
NEVİN TURGUT
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Şehircilik ve Bölge PlanlamaGazi ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURCAN UYDAŞ
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Çoklu amaçların çözümlemesinde amaç programlaması ile genelleştirilmiş ters yaklaşımı ve yem sanayiinde bir uygulama
Goal programming and generalieed inverse approaches in the multi-objective analysis and application in feed industry
HASAN BAL
- Bazı yer ve sırık fasulye çeşitlerinde optimal melezleme şartlarının tespiti üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
TÜRKAN KOÇLU