Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

UV YAŞLANDIRMA UYGULANAN POLİPROPİLEN/ÇİNKO BORAT (ZnHBO3) POLİMER KOMPOZİTLERİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Yıl 2023, Cilt: 5 Sayı: 2, 65 - 78, 31.12.2023

Elif Ulutaş Münir Taşdemir

https://doi.org/10.55440/umufed.1194993

Öz

Plastik malzemelerin gün geçtikçe artan bir kullanım alanına sahip olmaları ve teknolojideki yeni gelişmeler, plastik sektörünü sürekli bir gelişim içine sokmuştur. Üretim yöntemi açısından geniş yelpazeye sahip olan plastikler aynı zamanda kimyasal ve fiziksel özelliklerinin istenilen yönde değiştirilebilir olması sebebiyle geleneksel malzemelerin yerini almıştır. Üretim aşamasında fonksiyonel dolgu-katkı maddeleri kullanıldığında meydana gelen yapısal değişikler, elde edilen yeni plastiğin birçok mekanik ve fiziksel özelliğinde gelişmelere sebep olur. Diğer katkı malzemelerine kıyasla bor ve bor bileşiklerinin katkı malzemesi olarak kullanılması alanında literatürde çok az çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmada çinko boratın (ZnB) polipropilenin (PP) fiziksel ve morfolojik özellikleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Ayrıca çalışmada üretilen polimer kompozitlere 70C sıcaklıkta 15 ve 30 gün boyunca UV yaşlandırma yapılarak yaşlandırmanın etkileri incelenmiştir. Farklı konsantrasyonlara sahip (%5, 10, 15, 20) PP/ZnB polimer kompozitleri, daha homojen bir karışım sağlanması adına çift vidalı ekstrüzyon makinesinde üretilmişlerdir. Kırıcı yardımı ile granül formuna getirilen polimer kompozitlere ait test numuneleri enjeksiyon makinesinde başarılı şekilde kalıplanmıştır. Numunelerin mekanik davranışını incelemek için çekme, sertlik, darbe, yoğunluk testi yapılmıştır. Ayrıca polimer kompozitlerin mikroyapı incelemesi taramalı elektron mikroskopu (SEM) ile yapılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Polipropilen polimer kompozit çinko borat mekanik özellikler UV yaşlandırma

Kaynakça

  • [1] Guo Y, Ruan K, Shi X, Yang X, Gu J, Factors affecting thermal conductivities of the polymers and polymer composites: A review. Composites Science and Technology. 193, 2020 108134
  • [2] Fu S, Sun Z, Huang P, Li Y, Hu N, Some basic aspects of polymer nanocomposites: A critical review. Nano Materials Science. 1, 2-30, 2019
  • [3] İlhan R, Feyzullahoğlu E, Cam elyaf takviyeli polyester (CTP) kompozit malzemelerde kullanılan doğal elyaflar ve dolgu maddeleri. El-Cezerî Journal of Science and Engineering. 6(2), 355-381, 2019
  • [4] Chae DW, Kim BC, Characterization on polystyrene/zinc oxide nanocomposites prepared from solution mixing. Polymers for Advanced Technologies, 15, 846-50, 2005
  • [5] Yang K, Yang Q, Li G, Sun Y, Feng D, Morphology and mechanical properties of polypropylene/calcium carbonate nanocomposites. Materials Letters, 60, 805-809, 2006
  • [6] Huang, C.K., Chen, S.W., Wei, W. C. Processing and property improvement of polymeric composites with added ZnO nanoparticles through microinjection molding. Journal of Applied Polymer Science, 102, 6009-6016, 2006
  • [7] Ersoy S, Tasdemir M, Zinc oxide (ZnO), magnesium hydroxide [Mg(OH)2] and calcium carbonate (CaCO3) filled HDPE polymer composites: Mechanical, thermal and morphological properties. Marmara University Journal of the Graduate School of Natural and Applied Sciences. 24(4), 93-104, 2012
  • [8] Wang Q, Chen H, Liu Y, LDPE-g-MAH prepared through solid-phase mechanochemistry and its compatibilizing effects on HDPE/CaCO3, Polymer-plastic Technology Engineering. 41(2), 215-228, 2002
  • [9] Yerlesen U, Tasdemir M, Effect of zinc oxide and zinc borate on mechanical properties of high density polyethylene. Romanian Journal Of Materials. 45(4), 364-369, 2015
  • [10] Guldas A, Cankaya A, Gullu A, Guru A, Determinat,on of rheological properties of zinc borate reinforced polypropylene. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University. 29(2), 227-234, 2014
  • [11] Sun SS, Li CZ, Zhang L, Du HL, Burnell-Gray JS, Effects of surface modification of fumed silica on interfacial structures and mechanical properties of poly(vinyl chloride) composites. European Polymer Journal, 42, 1643-1652, 2006
  • [12] He P, Gao Y, Lian J, Surface modification and ultrasonication effect on the mechanical properties of carbon nanofiber/polycarbonate composites. Composites Part A, 37, 1270-1275, 2006
  • [13] Yetgin SH, Çolak M, Grafit katkılı polipropilen kompozitlerin mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi. El-Cezerî Journal of Science and Engineering, 7(2), 649-658, 2020
  • [14] İlhan R, Feyzullahoğlu E, The wear of glass fiber reinforced polyester composite materials at different loads and speeds. El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi, 5(1), 259-266, 2018
  • [15] Özcan T, Alev geciktirici katkı içeren polipropilen kompozitlerin karakterizasyonu ve yanma özelliklerinin incelenmesi. Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi. 2021
  • [16] Lu T, Solis-Ramos E, Yi Y, Kumosa M, Uv degradation model for polymers and polymer matrix composites. Polymer Degradation and Stability, 54, 203-210, 2018
  • [17] Selden R, Nystrom B, Langstrom R, Uv aging of poly(propylene)/wood-fiber composites. Polymer Composites, 25(5), 543-553, 2004
  • [18] Lu T, Solis-Ramos E, Yi YB, Kumosa M, Particle removal mechanisms in synergistic aging of polymers and glass reinforced polymer composites under combined UV and water. Composites Science and Technology 153, 273-281, 2017
  • [19] Ainali NM, Bikiaris DN, Lambropoulou DA, Aging effects on low- and high-density polyethylene, polypropylene and polystyrene under UV irradiation: An insight into decomposition mechanism by Py-GC/MS for microplastic analysis. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 158:105207, 2021
  • [20] Bölek H, Production and characterization of zinc borate-polymer nano composites. Marmara University Institute For Graduate Studies In Pure And Applied Sciences. The degree of master, 2011
  • [21] Ulutaş E, Taşdemi̇r M. Effect of UV aging on the physical properties of polypropylene/zinc borate polymer composites. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 12(1), 97-103, 2023
  • [22] Özkaraca AÇ, Flame retardancy effects of zinc borate and nanoclay in abs, and boron compounds in PET. Ortadoğu Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Yüksek Lisans Tezi, 2011
  • [23] Jiang M, Zhang Y, Yu Y, Zhang Q, Huang B, Chen Z, Chen T, Jiang J, Flame retardancy of unsaturated polyester composites with modified ammonium polyphosphate, montmorillonite, and zinc borate. Journal of Applied Polymer Science. 136(11), 2019 47180
  • [24] Ahmad Ramazani SA, Rahimi A, Frounchi M, Radman S, Investigation of flame retardancy and physical–mechanical properties of zinc borate and aluminum hydroxide propylene composites. Materials and Design, 29, 1051-1056, 2008
  • [25] Kotek, J., Kelnar, I., Baldrian, J., Raab, M. Structural transformations of isotactic polypropylene induced by heating and uv light. European Polymer Journal. 40(12), 2731-2738, 2004
  • [26] Taşdemir, M. Acrylonitrile butadiene styrene/red mud polymer composites:ultraviolet annealing. Advanced Science, Engineering and Medicine. 8(10), 804-809, 2016
  • [27] Öztürk, M. Bor minerali atığı katkılı polipropilen kompozit malzemelerin mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Yüksek Lisans Tezi, 2018
  • [28] Gulmine JV, Janissek PR, Heise HM, Akcelrud L. Degradation profile of polyethylene after artificial accelerated weathering. Polymer Degradation and Stability. 79(3), 385-397, 2003

Effect of UV aging on mechanical properties of polypropylene/zinc borate (ZnHBO3) polymer composites

Yıl 2023, Cilt: 5 Sayı: 2, 65 - 78, 31.12.2023

Elif Ulutaş Münir Taşdemir

https://doi.org/10.55440/umufed.1194993

Öz

The fact that plastic materials have an increasing usage area and new developments in technology have brought the plastics industry into a continuous development. Plastics, which have a wide range in terms of production method, have also replaced traditional materials because their chemical and physical properties can be changed in the desired direction. The structural changes that occur when functional filler-additives are used during production cause improvements in many mechanical and physical properties of the new plastic obtained. Compared to other additives, there are very few studies in the literature on the use of boron and boron compounds as additives. In this study, the effects of zinc borate (ZnB) on the mechanical and morphological properties of polypropylene (PP) were investigated. In addition, the effects of aging were investigated by UV aging at 70C for 15 and 30 days on the polymer composites produced in the study. PP/ZnB polymer composites with different concentrations (5, 10, 15, 20%) were produced in a twin screw extruder to provide a more homogeneous mixture. Test samples of polymer composites, which were brought into granule form with the help of a grinder, were successfully molded in the injection machine. In order to examine the mechanical behavior of the samples tensile, hardness, impact and density tests were carried out. In addition, the microstructure examination of polymer composites was made with a scan electron microscope (SEM).

Anahtar Kelimeler

Polypropylene polymer composites zinc borate mechanical properties UV aging

Kaynakça

  • [1] Guo Y, Ruan K, Shi X, Yang X, Gu J, Factors affecting thermal conductivities of the polymers and polymer composites: A review. Composites Science and Technology. 193, 2020 108134
  • [2] Fu S, Sun Z, Huang P, Li Y, Hu N, Some basic aspects of polymer nanocomposites: A critical review. Nano Materials Science. 1, 2-30, 2019
  • [3] İlhan R, Feyzullahoğlu E, Cam elyaf takviyeli polyester (CTP) kompozit malzemelerde kullanılan doğal elyaflar ve dolgu maddeleri. El-Cezerî Journal of Science and Engineering. 6(2), 355-381, 2019
  • [4] Chae DW, Kim BC, Characterization on polystyrene/zinc oxide nanocomposites prepared from solution mixing. Polymers for Advanced Technologies, 15, 846-50, 2005
  • [5] Yang K, Yang Q, Li G, Sun Y, Feng D, Morphology and mechanical properties of polypropylene/calcium carbonate nanocomposites. Materials Letters, 60, 805-809, 2006
  • [6] Huang, C.K., Chen, S.W., Wei, W. C. Processing and property improvement of polymeric composites with added ZnO nanoparticles through microinjection molding. Journal of Applied Polymer Science, 102, 6009-6016, 2006
  • [7] Ersoy S, Tasdemir M, Zinc oxide (ZnO), magnesium hydroxide [Mg(OH)2] and calcium carbonate (CaCO3) filled HDPE polymer composites: Mechanical, thermal and morphological properties. Marmara University Journal of the Graduate School of Natural and Applied Sciences. 24(4), 93-104, 2012
  • [8] Wang Q, Chen H, Liu Y, LDPE-g-MAH prepared through solid-phase mechanochemistry and its compatibilizing effects on HDPE/CaCO3, Polymer-plastic Technology Engineering. 41(2), 215-228, 2002
  • [9] Yerlesen U, Tasdemir M, Effect of zinc oxide and zinc borate on mechanical properties of high density polyethylene. Romanian Journal Of Materials. 45(4), 364-369, 2015
  • [10] Guldas A, Cankaya A, Gullu A, Guru A, Determinat,on of rheological properties of zinc borate reinforced polypropylene. Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University. 29(2), 227-234, 2014
  • [11] Sun SS, Li CZ, Zhang L, Du HL, Burnell-Gray JS, Effects of surface modification of fumed silica on interfacial structures and mechanical properties of poly(vinyl chloride) composites. European Polymer Journal, 42, 1643-1652, 2006
  • [12] He P, Gao Y, Lian J, Surface modification and ultrasonication effect on the mechanical properties of carbon nanofiber/polycarbonate composites. Composites Part A, 37, 1270-1275, 2006
  • [13] Yetgin SH, Çolak M, Grafit katkılı polipropilen kompozitlerin mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi. El-Cezerî Journal of Science and Engineering, 7(2), 649-658, 2020
  • [14] İlhan R, Feyzullahoğlu E, The wear of glass fiber reinforced polyester composite materials at different loads and speeds. El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi, 5(1), 259-266, 2018
  • [15] Özcan T, Alev geciktirici katkı içeren polipropilen kompozitlerin karakterizasyonu ve yanma özelliklerinin incelenmesi. Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi. 2021
  • [16] Lu T, Solis-Ramos E, Yi Y, Kumosa M, Uv degradation model for polymers and polymer matrix composites. Polymer Degradation and Stability, 54, 203-210, 2018
  • [17] Selden R, Nystrom B, Langstrom R, Uv aging of poly(propylene)/wood-fiber composites. Polymer Composites, 25(5), 543-553, 2004
  • [18] Lu T, Solis-Ramos E, Yi YB, Kumosa M, Particle removal mechanisms in synergistic aging of polymers and glass reinforced polymer composites under combined UV and water. Composites Science and Technology 153, 273-281, 2017
  • [19] Ainali NM, Bikiaris DN, Lambropoulou DA, Aging effects on low- and high-density polyethylene, polypropylene and polystyrene under UV irradiation: An insight into decomposition mechanism by Py-GC/MS for microplastic analysis. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 158:105207, 2021
  • [20] Bölek H, Production and characterization of zinc borate-polymer nano composites. Marmara University Institute For Graduate Studies In Pure And Applied Sciences. The degree of master, 2011
  • [21] Ulutaş E, Taşdemi̇r M. Effect of UV aging on the physical properties of polypropylene/zinc borate polymer composites. Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi. 12(1), 97-103, 2023
  • [22] Özkaraca AÇ, Flame retardancy effects of zinc borate and nanoclay in abs, and boron compounds in PET. Ortadoğu Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Yüksek Lisans Tezi, 2011
  • [23] Jiang M, Zhang Y, Yu Y, Zhang Q, Huang B, Chen Z, Chen T, Jiang J, Flame retardancy of unsaturated polyester composites with modified ammonium polyphosphate, montmorillonite, and zinc borate. Journal of Applied Polymer Science. 136(11), 2019 47180
  • [24] Ahmad Ramazani SA, Rahimi A, Frounchi M, Radman S, Investigation of flame retardancy and physical–mechanical properties of zinc borate and aluminum hydroxide propylene composites. Materials and Design, 29, 1051-1056, 2008
  • [25] Kotek, J., Kelnar, I., Baldrian, J., Raab, M. Structural transformations of isotactic polypropylene induced by heating and uv light. European Polymer Journal. 40(12), 2731-2738, 2004
  • [26] Taşdemir, M. Acrylonitrile butadiene styrene/red mud polymer composites:ultraviolet annealing. Advanced Science, Engineering and Medicine. 8(10), 804-809, 2016
  • [27] Öztürk, M. Bor minerali atığı katkılı polipropilen kompozit malzemelerin mekanik ve tribolojik özelliklerinin incelenmesi. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Yüksek Lisans Tezi, 2018
  • [28] Gulmine JV, Janissek PR, Heise HM, Akcelrud L. Degradation profile of polyethylene after artificial accelerated weathering. Polymer Degradation and Stability. 79(3), 385-397, 2003
Toplam 28 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Kompozit ve Hibrit Malzemeler
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Elif Ulutaş 0000-0001-7753-8878

Münir Taşdemir 0000-0001-8635-7251

Yayımlanma Tarihi 31 Aralık 2023
Gönderilme Tarihi 26 Ekim 2022
Yayımlandığı Sayı Yıl 2023 Cilt: 5 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA Ulutaş, E., & Taşdemir, M. (2023). UV YAŞLANDIRMA UYGULANAN POLİPROPİLEN/ÇİNKO BORAT (ZnHBO3) POLİMER KOMPOZİTLERİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ. Uluslararası Batı Karadeniz Mühendislik Ve Fen Bilimleri Dergisi, 5(2), 65-78. https://doi.org/10.55440/umufed.1194993
AMA Ulutaş E, Taşdemir M. UV YAŞLANDIRMA UYGULANAN POLİPROPİLEN/ÇİNKO BORAT (ZnHBO3) POLİMER KOMPOZİTLERİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ. UMÜFED. Aralık 2023;5(2):65-78. doi:10.55440/umufed.1194993
Chicago Ulutaş, Elif, ve Münir Taşdemir. “UV YAŞLANDIRMA UYGULANAN POLİPROPİLEN/ÇİNKO BORAT (ZnHBO3) POLİMER KOMPOZİTLERİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ”. Uluslararası Batı Karadeniz Mühendislik Ve Fen Bilimleri Dergisi 5, sy. 2 (Aralık 2023): 65-78. https://doi.org/10.55440/umufed.1194993.
EndNote Ulutaş E, Taşdemir M (01 Aralık 2023) UV YAŞLANDIRMA UYGULANAN POLİPROPİLEN/ÇİNKO BORAT (ZnHBO3) POLİMER KOMPOZİTLERİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ. Uluslararası Batı Karadeniz Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi 5 2 65–78.
IEEE E. Ulutaş ve M. Taşdemir, “UV YAŞLANDIRMA UYGULANAN POLİPROPİLEN/ÇİNKO BORAT (ZnHBO3) POLİMER KOMPOZİTLERİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ”, UMÜFED, c. 5, sy. 2, ss. 65–78, 2023, doi: 10.55440/umufed.1194993.
ISNAD Ulutaş, Elif - Taşdemir, Münir. “UV YAŞLANDIRMA UYGULANAN POLİPROPİLEN/ÇİNKO BORAT (ZnHBO3) POLİMER KOMPOZİTLERİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ”. Uluslararası Batı Karadeniz Mühendislik ve Fen Bilimleri Dergisi 5/2 (Aralık 2023), 65-78. https://doi.org/10.55440/umufed.1194993.
JAMA Ulutaş E, Taşdemir M. UV YAŞLANDIRMA UYGULANAN POLİPROPİLEN/ÇİNKO BORAT (ZnHBO3) POLİMER KOMPOZİTLERİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ. UMÜFED. 2023;5:65–78.
MLA Ulutaş, Elif ve Münir Taşdemir. “UV YAŞLANDIRMA UYGULANAN POLİPROPİLEN/ÇİNKO BORAT (ZnHBO3) POLİMER KOMPOZİTLERİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ”. Uluslararası Batı Karadeniz Mühendislik Ve Fen Bilimleri Dergisi, c. 5, sy. 2, 2023, ss. 65-78, doi:10.55440/umufed.1194993.
Vancouver Ulutaş E, Taşdemir M. UV YAŞLANDIRMA UYGULANAN POLİPROPİLEN/ÇİNKO BORAT (ZnHBO3) POLİMER KOMPOZİTLERİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ. UMÜFED. 2023;5(2):65-78.
 Kapak Resmi İndir