The Effect of annealing temperature and time on the mechanical properties of cross linked polyethylene film

Abstract

Öz TA VLAMA SICAKLIĞININ VE SÜRESİNİN ÇAPRAZBAĞLI POLİETİLEN FİLMİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ Banat, Raid M. I. Yüksek Lisans Tezi, Kimya Anabilim Dalı Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Teoman Tınçer Ocak 1997, 52 sayfa Son 20-30 yıl içerisinde poliolefîn boruların değişik sıcak-su sistemlerinde kullanılması, önemli ölçüde artmıştır. Bu çalışmanın amacı, tavlama işleminin çapraz bağlı polietilen filmlerinin mekanik özelliklerine etkisini değerlendirmektir. Çaprazbağlı polietilen film, Brabender Plastic-Corder Extruder' inde, 30 ve 45 rpm vida hızlarıyla, ekstrüzyon işlemiyle hazırlanmıştır. 30 rpm' de ekstrüzyon ve 70, 80, 90°C'lerde 4,6,8,10,12 ve 30 saat süre periyotlarında tavlanan çaprazbağlı polietilen filmlerin mekanik özellikleri, hem işlem yönünde, hem de işlem yönüne dik olarak, tavlama sıcaklık ve süresi yönündenincelenmiştir. 30 rpm'de ekstrüzyon yapılan filmlerin mekanik özellikleri 45 rpm'de yapılandan, 90°C'de tavlamada daha iyidir. 80°C'de tavlanan polimer filminin kopma kuvveti, 70°C ve 90°C'de tavlananlarla karşılaştırıldığında artmıştır, fakat aynı zamanda kopma uzaması bütün tavlama sıcaklıkları için, tavlama süresi arttıkça fazlalaşmıştır. Tavlama süresi modülü arttırmıştır ve en yüksek değer en uzun tavlama süresi olan 30 saat için bulunmuştur. Akma gerilimi, tavlama süresiyle özellikle 12 saatte yüksektir ve tavlama sıcaklığı akma gerilimini fazla değiştirmemiştir. 90°C'de tavlanan polimer filminin akma uzaması ve ona yakın olan 80°C'de tavlanan polimer filminin akma uzaması, 70°C'de tavlanandan daha yüksek bulunmuştur; fakat akma uzaması jel içeriği arttığı için tavlama süresiyle azalmıştır. 80°C'de 8 saat tavlama süresi, 70 ve 90°C'deki bütün tavlama süreleriyle karşılaştırıldığında daha iyi mekanik özellikler verdiği gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Çaprazbağlı polietilen, tavlama süresi ve sıcaklığı, mekanik özellikler.

ABSTRACT THE EFFECT OF ANNEALING TEMPERATURE AND TIME ON MECHANICAL PROPERTIES OF CROSSLINKED POLYETHYLENE FILM Banat Raid M. I. Master thesis, Department of Chemistry Supervisor: Prof. Dr. Teoman Tınçer Januray 1997, 52 pages During the last two decades the use of polyolefin pipe in different hot-water systems has increased considerably. Floor heating is the largest field of application. The aim of the work is to evaluate the effect of annealing process on the mechanical properties of the crosslinked polyethylene films. Crosslinked polyethylene film was prepared by extrusion process at two screw speeds 30 rpm and 45 rpm, in extruder attachment of Brabender Plastic-Corder. The mechanical properties of crosslinked 111polyethylene films extruded at 30 rpm and annealed at 70, 80 and 90°C for several periods of time 4, 6, 8, 10, 12 and 30 hours along the travel direction of processing and in the transverse direction were discussed in terms of annealing temperature and annealing time. Films extruded at 30 rpm had better mechanical properties than those extruded at 45 rpm when annealed at 90°C. Ultimate tensile strength of the polymer film annealed at 80°C increased when compared with annealing at 70°C and 90°C, while elongation at break increased as the annealing time increased in all annealing temperatures. Annealing time increased the modulus and the highest values were found at the longest annealing time, 30 hours. Yield stress increased with annealing time especially after 12 hours of annealing and annealing temperature did not alter significantly. It was found that the yield strain of the polymer film annealed at 90°C higher than those annealed at 70°C and almost the same with that annealed at 80°C, but yield strain decreased with annealing time due to increase in gel content. We found the annealing temperature of 80 °C and the annealing time of 8 hours yielded better mechanical properties compared with those annealed at 70°C and 90°C at all annealing time. Keywords: Crosslinked polyethylene, annealing time, and temperature, mechanical properties. IV