Fenolik reçine ve modifiye edilmiş kil/reçine kompozitlerinin hazırlanması ve yapısal, termal ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, farklı ön polimerizasyon sıcaklıklarında ve farklı formaldehit/fenol oranlarında (F/P) NaOH katalizörlüğünde fenolik reçinelerin sentez ve karakterizasyonu amaçlanmıştır. 50ºC ön polimerizasyon sıcaklığında, 1,3 F/P oranında sentezlenen reçine (PFR250) reçine/kil kompozitlerinin hazırlanması için kullanılmıştır. Reçine/kil kompozitlerinde, modifiye edici yüzey aktif madde olarak Setiltrimetilamonyum Bromür (CTAB) kullanılmıştır. Bu amaçla, farklı CTAB konsantrasyonlarında sulu çözeltiden 2:1 tabakalı yapıdaki Na Montmorillonit kilinin organolaştırma işlemi yapılmış ve kil taneciklerinin yüzey yükü zeta potansiyel ölçümleriyle kontrol edilmiştir. Kompozitlerin hazırlanmasında eş zamanlı (in-situ) polimerizasyon tekniği kullanılmıştır. Sentezlenen fenolik reçineler ve fenolik reçine/organokil kompozitlerinin; OM, SEM, HRTEM, XRD ve FTIR gibi yöntemler kullanılarak, morfolojik ve yapısal düzenlenmeler açısından karakterize edilmesine çalışılmıştır. Ayrıca, DSC ölçümleri ve mikrosertlik analizleriyle, sentezlenen reçine ve kompozitlerin termal ve mekanik özelliklerinin organokilin yüzey yükü işaret ve yoğunluğu ile değişiminin incelenmesine odaklanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, hazırlanan kompozitlerin termal ve mekanik davranışlarının kil tabakalarının yüzey yükü işaret ve yoğunluğuna bağlı olduğunu açıkça göstermiştir.

In this study, the characterization of the NaOH catalyzed -phenolic resin which has been synthesized at different pre-polymerization temperatures and various formaldehyde / phenol (F / P) ratios has been aimed. For the preparation of resin/clay composites , the resin (PFR250) in which the synthesis conditions are 50°C and 1.3F /P ratio was used. At the synthesis of resin/clay composites, a surfactant, cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), was used as the modifier. For this, the Na Montmorillonite clay with 2:1 layered structure was modified by using the aqueous solutions of CTAB at its different concentrations, and surface charge of the particles was controlled by zeta potential measurements. The in situ polymerization technique was used in the preparation of composites. The synthesized phenolic resins and the phenolic resin / organoclay composites were characterized morphologically and structurally by using techniques as OM, SEM, HRTEM, XRD, and FTIR. Also,with DSC measurements and microhardness analysis, the change of thermal and mechanical properties of the composite and resin with the sign and density of the surface charge of the organoclay was investigated. The results demonstrate that the thermal and mechanical behavior of the composites prepared is dependent on the sign and density of the surface charge of clay layers.