Preparation of new bio-based epoxy- nanocomposite coatings replacment of BPA (bisphenol A)

Amaç: Bu çalışmanın amacı, alüminyum tabanlı metalik yüzeyler için Bisfenol-A(BPA)'ya alternatif olarak yeni biyobazlı epoksi-nanokompozit kaplamaların elde edilmesi. Materyal ve Yöntem: Bu çalışma, Ocak-Aralık 2020 tarihleri arasında Aydın Adnan Menderes Üniversitesi, Kimya Bölümünde (Aydın, Türkiye) gerçekleştirilmiştir. İlk aşamada, epoksi fonksiyonelleştirilmiş tung yağı (ETO), tung yağının, glisidil metakrilat (GMA) ile 2,4,6-tris (dimetilaminometil)fenol ve fenotiyazin varlığında Diels-Alder reaksiyonu ile sentezlenmiştir. Daha sonra, yeni epoksi-nanokompozit kaplamalar, epoksi fonksiyonelleştirilmiş tung yağı'nın (ETO) çapraz bağlama ajanı olan iki farklı polieteramin ile (Jeffamine T403 ve ED900) reaksiyonundan, nanopartikül olarak grafen, fulleren ve karbon nanotüpler (CNT'ler) kullanılarak başarıyla elde edilmiştir. Kürlenme sıcaklığı olarak 4 farklı sıcaklık kullanılmıştır. Bulgular: Epoksi reçine ve yeni nanokompozitlerin karakter analizlari IR, 1H NMR, 13C NMR, DSC ve TGA teknikleri kullanılarak yapılmıştır. Epoksi-amin nanokompozitlerin 420 oC'ye kadar termal karaklılık gösterdiği TGA analizi ile tesbit edilirken, bu sertleşmiş filmlerin, DSC analizlerinde camsı geçiş sıcaklıkları (Tg) gözlenmemiştir. Elde edilen yeni epoksi-nano kaplamaların mekanik özellikleri, sarkaç sertliği, kalem sertliği, çapraz yapışma, çekme yapışma ve darbe direnci gibi farklı testlerle tesbit edilmiştir. Genel olarak, epoksi-amin nanokompozitlerden 120 °C'de CNT ile hazırlanan kaplamalar en yüksek sarkaç sertliği değerlerine sahip olurken, diğer mekanik özellikler açısından herhangibir farklılık gözlenmemiştir. Tüm sistemler, ASTM standartlarına göre iyi çapraz yapışma (5B), kalem sertliği (> 6H), çekme yapışması (> 2 lb/in2) ve darbe dirence (> 40) özelliklerine sahiptir. Sonuç: Yeni epoksi-amin nanokompozit kaplamalar mükemmel termal kararlılık sergilemiştir. Ayrıca, tüm kürlenmiş filmler, iyi yapışma, sertlik ve darbe direnci özelliklerine sahiptir. Mükemmel termal kararlılık ve iyi mekanik özelliklerinden dolayı yiyecek ve içecek kutularının iç yüzeylerinde kullanılan BPA esaslı epoksi kaplamalara alternatif olabilirler. Anahtar Kelimeler: Tung yağı, Biyo bazlı epoksi kaplamalar, Nano kompozitler, Jeffamine T403 ve Jeffamine-ED900, BPA