Endüstride kullanılan bazı polimer/oksit minerali kompozit filmlerinin sentezi ve karakterizasyonu

Abstract

Bilim adamları çağın yenilikleri ile birlikte mevcut malzemelerin özelliklerinden, bilimin gelişmesi paralelinde günün şartlarına uyacak şekilde gerek ekonomik gerekse teknik yönden daha uygun malzemeler sentezleme yolunu seçmişlerdir. Böylece malzemeyi oluşturan ve bileşenlerin özellikleri farklı olan kombinasyonların verdikleri avantaj ile kompozit malzemeler üzerindeki çalışmalar büyük bir önem kazanmıştır. Son yıllarda faklı bileşen ve özelliklere sahip kompozit malzemelerin sentezi ve karakterizasyonlarında da önemli bir gelişme ve artış yaşanmaktadır. Bu amaçla, bu çalışmada bentonit, silika ve diatomit gibi oksit minerallerinin polietilen (PE) matrisi içerisindeki kompozit filmleri eritme yöntemi kullanılarak sentezlendi. Oksit minerallerinin polimer matriks ile yüzey etkileşimini arttırmak için 3-aminopropiltrietoksisilan (3-APTS), setiltrimetilamonyumbromür (CTAB) ve benzoilklorür gibi çeşitli modifiyer malzemeler kullanıldı. Elde edilen kompozit filmler X-ışını kırınımı (XRD), Fourier dönüşümlü infrared spektrofotometresi (FTIR) ve termogravimetre (TG) ile karakterize edildi. Seçilen bazı kompozitlerin morfolojik yapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelendi. Oksit minerallerinin modifikasyon işlemleri sonucunda elde edilen FTIR spektrumlarından benzoilklorür kullanılarak gerçekleştirilen modifikasyon işleminin daha iyi olduğu, SEM görüntülerinden ise kompozit filmlerdeki kütlece oksit mineralinin oranının artmasıyla film yüzeylerindeki homojen görünümün gözenekli ve kırılgan bir görünüme doğru geçiş gösterdiği gözlenmiştir. Modifiye edilmiş oksit mineralleri kullanılarak sentezlenen kompozit filmlerindeki mineral yüzdesinin artmasıyla film yüzeylerinde gözenekli ve kırılgan yapıların fazla oluşmadığı, bunun sonucu olarak mineral ve polimer matriksin birbirleriyle etkileşimlerinin arttığı ortaya çıkmıştır. Çalışmada ayrıca, bazı kompozit filmlerinin bazı mekanik özellikleri incelendi. Kompozit filmler üzerine yapılan testlerden oksit minerali oranı %5 olan filmlerin çekme mukavemetlerinin saf polietilen filmine göre artış gösterdiği bulundu.

Scientists, in conjunction with innovation, using the properties of existing materials, in parallel with the development of science so as to comply with the terms of the day, from both the economic and technical aspects of the pathways chose the more suitable materials. Thus, the properties of materials and components that make up the different advantages of the combinations with their work on composite materials have gained great importance. In recent years composite materials having different components and characteristics important in the development of the synthesis and characterization has been increasing. For this purpose, in this study oxide minerals such as bentonite, diatomite and silica within the matrix of the polyethylene (PE) composite films were synthesized using melting method. To increase the surface interaction of oxide minerals with the polymer matrix, 3-aminopropyltrimethoxysilane (3-APTS), cetyltrimetilamoniumbromid (CTAB) and benzoylchloride were used as materials of various modifiers. The obtained composite films were characterized by X - ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectrometer (FTIR) and thermogravimetry ( TG). Morphology of the selected composites was evaluated by scanning electron microscopy (SEM). FTIR spectrum of the modification process carried out using benzoylchloride was found to be better. From SEM images, the composite films with increasing mass ratio of the mineral oxide film surface have porous and fragile surface. Synthesized using modified oxide minerals composite films with increasing percentage of the mineral in the film surface is not formed over the porous and fragile structures, mineral and polymer matrix as a result of the interaction was found that increased. The study also some mechanical properties of the composite films were investigated. The tensile strength of the composite films, oxide mineral containing 5%, was found to be increased compared to pure polyethylene film.