Farklı fonksiyonel gruplara sahip çok duvarlı karbon nanotüp katkıların polikarbonat/poli(laktik asit) karışımı üzerine etkilerinin incelenmesi

Abstract

Hızla ilerleyen bir teknoloji göz önüne alındığında, bilim dünyası hızlı değişimlere ayak uydurmak adına her geçen gün farklı alanlara eğilim göstermektedir. Plastik malzemelerin kullanımının, yaşantımızda yadsınamaz bir yerde olduğu açıkça görülmektedir. Azalan petrol kaynakları ve bu ham maddelerden elde edilen polimerlerin gelecek vaat etmemesi, aynı zamanda çevreye olan zararları akademik ve endüstriyel çalışmaları biyobozunur polimerlere yönlendirmiştir. PLA, diğer biyobozunur polimerlere kıyasla mekanik özelliklerinin iyi olması, saydamlığı ve gaz geçirgenlik özellikleri ile daha çok tercih edilen bir polimerdir. Tez çalışması kapsamında PC'nin yüksek ısıl kararlılığı ve yüksek tokluk değerlerini, PLA'nın biyobozunurluk ve mekanik özellikleri ile harmanlanarak yeni özellikler gösteren 70PC/30PLA karışımı ana matris olarak seçilmiştir.Çalışma sürecinde; saf MWCNT, MWCNT-COOH, MWCNT-OH ve kendi laboratuvarlarımızda hazırlanan yüzeyi PC ile foksiyonelleştirilmiş PC-g-MWCNT olmak üzere 4 farklı özellikteki nano katkı %0,5-1-3-5 oranlarında 70PC/30PLA matrisi içine eklenerek, nanokompozitler üretilmiş ve özellikleri incelenmiştir. Çalışmalara fonksiyonelleştirme işlemi ile başlanmıştır. Modifiye işleminin desteklenmesi ve kimyasal yapı analizi için Fouier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) analizi gerçekleştirilmiştir. Sonrasında nanokompozitler laboratuvar ölçekli mini ekstrüderde eriyik haline getirilip, enjeksiyon kalıplama cihazı ile kalıplandı. Isıl, mekanik, elektriksel iletkenlik, ısıl iletkenlik ve morfolojik özelliklerin belirlenmesi için karakterizasyon çalışmaları gerçekleştirildi. Yapılan iletkenlik testleri sonucu nano katkıların saf matrisin ısıl ve elektriksel iletkenliğine olumlu etkileri görüldü. Karbon nanotüpün cinsi, yükleme oranı ve matris içinde dağılımı gibi parametreler mekanik ve ısıl özelliklerde farklı farklı sonuçların elde edilmesine olanak sağlandı.

It is clearly seen that plastic is an undeniable place in our lives. The polymers obtained from petroleum will be reduced in the future due to reduced oil resources. In addition, due to the damages caused to the environment, it directed academic and industrial studies to biodegradable polymers. PLA is more preferred with its good mechanical properties compared to other biodegradable polymers, with its transparency and gas permeability properties. Within the scope of the study, 70PC/30PLA composite which shows new properties by blending the high thermal stability and high toughness values of PC with the biodegradability and mechanical properties of PLA was chosen as the main matrix. During the study; pristine MWCNT, MWCNT-COOH, MWCNT-OH and PC-g-MWCNT, were added to the 70PC/30PLA matrix as nano-additives in 0.5-1-3-5% ratios and the possible properties were examined. The studies were started with the functionalization process and Fouier transformed infrared spectroscopy (FTIR) analysis was performed to support the modification process and determine the structure of the modified nanotube. The nanocomposites were then melted in a laboratory-sized mini-extruder and molded with the injection molding device. Characterization of the nanotubes was realized by the thermal, mechanical, electrical conductivity, thermal conductivity and morphological analysis. As a result of conductivity tests, nano additives have positive effects on the thermal and electrical conductivity of pure matrix. The parameters such as the type of carbon nanotube, the loading rate and the distribution in the matrix have provided different results to obtained in the mechanical and thermal properties.