Polietilenin çapraz bağlanmasının DSC ile incelenmesi

Abstract

ÖZET Polietilenin Çapraz Bağlanmasının DSC (Differential Scanning Calorimetry) İle İncelenmesi Bu araştırmada, silan aşılanmış, orta yoğunluklu polietilen boru örneklerinin su ile çapraz bağlanma reaksiyonu, zaman ve sıcaklığın bir fonksiyonu olarak incelenerek bilimsel veriler ortaya konulmaya çalışılmış ve çapraz bağlanma reaksiyonuna ait kinetik veriler elde edilmiştir. DSC tekniği kullanılarak, hammadde, ekstruder ürünü örnek ve çeşitli oranlarda su ile çapraz bağlanmış örneklerin erime sıcaklığı, erime enerjisi ve kristal yüzdesi vb. özellikleri incelenmiş, çapraz bağlanmanın örneğin ısıl özelliklerine olan etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çeşitli oranlarda çapraz bağlı örneklerin oda sıcaklığında su absorplama eğilimleri tesbit edilmiş, söz konusu malzemenin düşük sıcaklıkta su absorplama miktarının çok az olduğu, çapraz bağlanma miktarı ve zaman ile çok fazla bir değişim göstermediği görülmüştür. Hammadde, ekstruder ürünü örnek ve çeşitli oranlarda çapraz bağlanmış Örneklerin Termogravimetrik Analiz (TGA) yöntemi ile ısıl bozunma özellikleri incelenmiş, düşük oranda çapraz bağlı örneklerin bozunma sıcaklığının azot atmosferinde daha düşük ve bozunmanın da daha hızlı olduğu, çapraz bağlanma yüzdesinin artmasıyla da, bozunma sıcaklığının arttığı görülmüştür. Ayrıca, örneklerin hava atmosferinde, azot atmosferine oranla daha zayıf bir dayanım gösterdiği görülmüştür. Silan aşılanmış polietilenin su ile çapraz bağlanma reaksiyonunun ilerlemesi ile yapıda meydana gelen değişimler Fourier Transform Infrared (FTIR) spektroskopisi ile tespit edilmiş, çapraz bağlanma reaksiyonunun ilerlemesi ile reaktif gruplara ait absorbans indeks değerlerindeki değişimler çapraz bağlanma miktarı ve reaksiyon zamanına bağlı olarak incelenmiştir. Çapraz bağlanma kinetikleri de araştırılmış ve çapraz bağlanma reaksiyonunun aktivasyon enerjisi 19,5 kJ/mol olarak hesaplanmıştır. VIII

SUMMARY An Investigation of Crosslinking of Polyethylene by Differential Scanning Calorimetry In this work, water crosslinking reaction of silane-grafted medium density polyethylene pipes was studied as a function of temperature and time and scientific and kinetic data was obtained. Melting points, melting enthalpies, crystallinities of raw material and water crosslinked samples were investigated by using Differential Scanning Calorimetry (DSC), and the effects of crosslinking on thermal properties of samples were studied. Water absorbtion tendencies of crosslinked pipe samples were studied depending on gel content. Thermal and thermal oxidative degradation properties of raw and crosslinked materials were investigated by using Thermogravimetric Analysis (TGA) under both nitrogen and air atmosphere. It is observed that decomposition rate is decreasing and decomposition rate is increasing as gel content decreases under N2 atmosphere. Crosslinked samples are less resistant to degradation under air atmosphere comparing with nitrogene due to oxidative degradation. Structural changes during water crosslinking reaction of silane grafted polyethylene were determined by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and changes of absorbance index values of reactive groups during reaction was investigated during reaction depending on gel content and time. Crosslinking kinetics was also evaluated and activation energy of the crosslinking reaction has been determined as 19,5 kJ / moL IX