Polistiren/magnezyum hidroksit nanokompozit sentezi ve karakterizasyonu

Polimerik nanokompozitler akademik ve endüstriyel olarak oldukça ilgi çekmektedir. Darbe direnci, modüler, aleve karşı direnci, ısıl kararlılık ve mekanik özellikleri saf polimerlerle karşılaştırıldığımızda önemli derecede gelişim sergilemektedirler. Bu çalışmada takviye malzemesi olarak kullanılan inorganik magnezyum hidroksit (Mg(OH)2) nanopartiküllerinin, matris olarak kullanılan organik polistiren (PS) içerisinde dağılımını sağlayarak mükemmel özelliklere sahip yeni bir malzemenin iki ayrı yöntemle ve üç farklı işletim koşulu kullanarak sentezlenmesi, bu iki yöntemin kıyaslanması, PS?nin özellikle termal ve alev direnci özelliklerinin geliştirilmesi daha sonra sentezlenen PS/Mg(OH)2 nanokompozitinin karakterizasyonunun yapılması hedeflenmiştir. Deney aşaması, ön hazırlık ve kompozit sentezi olarak planlanmıştır. Ön hazırlıkta başlatıcı olarak kullanılan benzoil peroksit (BPO), içerisindeki safsızlıkların ve nemin uzaklaştırılması için kristallendirme işlemine tabi tutulmuştur, Mg(OH)2 nanopartiküllerinin hidrofilik bir yapıya sahip olmasından dolayı polimer içinde dağılması zordur bu yüzden lipofilik bir hal alması için oleik asit (OA) ile modifiye edilmiştir. Kompozit sentezi işlemi; toluen ortamında, stiren monomeri ve değişik oranlarda Mg(OH)2 kullanarak eş zamanlı (in-situ) üretim yöntemiyle PS/Mg(OH)2 nanokompozit sentezi ve stirenden çözelti polimerizasyonu ile elde edilen PS ve değişik oranlarda Mg(OH)2?ten eriyikle harmanlama yöntemiyle PS/Mg(OH)2 nanokompozit sentezi olmak üzere iki yöntemle gerçekleştirilmiştir. PS?nin radikalik katılma polimerizasyonuyla üretiminin ekzotermik karakterde olması nedeniyle reaktör iç sıcaklık artışı kendinden ayarlamalı PID kontrol yöntemi ile engellenmiş ve deneyler sabit sıcaklıkta gerçekleştirilmiştir. Son olarak her iki yöntemle de hazırlanan kompozit malzemelerin; yapısal özellikleri geçirimli elektron mikroskobu (TEM), termal özellikleri termogravimetrik analiz (TGA), yanmazlık özelliklerin analizi için sınırlayıcı oksijen indisi (LOI) ve mekanik özelliklerin incelenmesinde Shore D sertlik ölçüm yöntemiyle karakterize edilmiştir. Ayrıca elde edilen PS?nin %monomer dönüşümü ve viskozite ortalama molekül ağırlık değerleri hesaplanmıştır. PS/ Mg(OH)2 nanokompoziti eriyikle harmanlama ve eş zamanlı üretim yöntemleriyle başarılı bir şekilde sentezlenmiştir. FTIR sonuçlarından Mg(OH)2 modifiye işleminden sonra, oleik asitin kimyasal olarak Mg(OH)2 yüzeyine bağlandığı görülmüştür. TEM görüntülerine bakıldığında Mg(OH)2 nanopartikülleri her iki yöntem de PS içersinde homojen bir dağılım sergilemiştir. TGA sonuçlarına bakıldığında eklenen Mg(OH)2 nanopartiküllerin miktarının artmasıyla bozunmaya başlama ve bitiş sıcaklıkları artmaktadır, dolaysıyla Mg(OH)2 nanopartikülleri PS?nin ısıl kararlığını olumlu bir şekilde etkilemektedir. LOI değerlerine bakıldığında Mg(OH)2 nanopartikülleri PS?nin yanmazlık özeliklerini geliştirmiş ve aleve karşı daha dayanıklı bir hal almıştır.