Kil katkıların sert poliüretan köpüklerin ısıl iletkenlik ve basma dayanımı özellikleri üzerine etkilerinin incelenmesi

Abstract

Günümüzde enerjinin dünyanın en önemli ve sürekli gündem maddelerinden biri olduğu tartışmasız bir gerçektir. Bu nedenle enerjinin verimli kullanımı ve sürdürülebilirliği ve enerji tasarrufu güncelliğini koruyan konulardır. Isı yalıtımı cam/taş yünü, polistiren köpükler, poliüretan köpükler, fenol köpüğü vb. malzemeler ile sağlanmaktadır. Bu malzemeler arasında düşük ısıl iletkenlikleri nedeniyle sert poliüretan köpükler (SPK) ön plana çıkmaktadırlar ve bu malzemelerin yalıtım performansının iyileştirilmesi her geçen gün daha da önem kazanmaktadır.Bu tez çalışmasında, SPK'ya kıyasla ısıl iletkenliği düşürülmüş sert poliüretan köpük nanokompozitler (SPKN) üretilmiştir. Bentonit (B) farklı fonksiyonel özelliklere sahip suda çözünür bileşikler ile modifiye edilmiş, modifiye killerin karakterizasyonu için X-ışını kırınımı, temas açısı ölçer, elementel analiz ve termogravimetrik analiz cihazları ile infrared spektrometresi kullanılmıştır. Modifiye killer SPKN üretiminde katkı maddesi olarak kullanılmış, kil türünün ve katkı miktarının köpüğün ortalama hücre boyutu, kapalı hücre içeriği, ısıl iletkenliği, yoğunluğu ve basma mukavemeti üzerine etkileri incelenmiştir. Elde edilen hemen hemen tüm SPKN'ler için katkı içermeyen SPK'ya kıyasla ortalama hücre boyutunda, ısıl iletkenlikte ve basma mukavemeti değerlerinde azalma gözlenirken, kapalı hücre içeriği ve yoğunluk değerlerinde artış tespit edilmiştir. En düşük ısıl iletkenlik değeri (20,80 mW/m.K, %11 azalma), B-DMODAB katkılı SPKN'de gözlenmiştir.

Today, it is an indisputable fact that energy is one of the most important and ongoing topic. Therefore, the efficient use and sustainability of energy and energy savings will continue to protect its relevance for quite a long time. Thermal insulation is provided with using glass/mineral wool, polystyrene foam, polyurethane foam, phenol foam etc. Among these materials, rigid polyurethane foams (SPK) becomes predominant over others due to the low thermal conductivity and the improvement of the insulation performance of them has become more important issue day by day.In this thesis study, clay added rigid polyurethane foam nanocomposites (SPKN) with lower thermal conductivity compared to SPK were synthesized. Bentonite (B) was modified with water-soluble compounds having different functional properties. X-ray diffraction, contact angle measurements, elemental and thermogravimetric analysis and infrared spectrometry were used for the characterization of modified clays. B and modified clays were used as additive for the synthesis of SPKNs. The effects of clay type and amount on the average cell size, closed cell content, thermal conductivity, density and compressive strength of foams were investigated. For almost all SPKNs, average cell size and thermal conductivity were lower than those of SPK, while closed cell content and density were higher. The lowest thermal conductivity (20,80 mW/m.K) was obtained with 7% of B- DMODAB added SPKN.