PBT/geri dönüştürülmüş PET harmanlarının geliştirilmesi

Bu tez çalışmasında, artan çevresel kirlilik göz önünde bulundurularak PBT içerisine şişe atıklarından geri dönüştürülmüş PET çapakları eklenmiştir. Geri dönüştürülmüş PET çapaklarının molekül yapısı, pek çok sebep ile bozunmuş olabilir. Fiziksel, mekanik, termal ve yüzey özelliklerindeki bozunmalar geri dönüştürülmüş polimerlerin bir sonraki uygulamarını zorlaştırmaktadır. Özellikle nem ve polivinilklorid (PVC) varlığında geri dönüştürülmüş PET yüksek sıcaklıklarda prosese girdiğinde molekül zincirlerinin kopması hızlanabilmekte ve son ürün özellikleri düşebilmektedir. Bozunan özellikler, başka bir polimer ile harmanlama yolu ile geliştirilebilir. Ayrıca, geri dönüştürülmüş plastiklerin molekül zincirlerinin yeniden bağlanması için zincir bağlayıcı kimyasal ajan adı verilen katkılar da kullanılabilmektedir. Bu katkılar, moleküllerine bağlı fonksiyonel gruplar sayesinde eriyik proses sırasında kırılan polimer molekül zincirleri arasında köprü oluşturarak, geri dönüştürülmüş polimerin molekül ağırlığını, eriyik mukavemetini ve son ürün performansını arttırabilmektedir. Reaktif gruplara sahip katkılar kullanılarak yapılan eriyik prosesler reaktif eriyik proses olarak adlandırılmaktadır. Bu tez çalışmasında, PBT/geri dönüştürülmüş PET harmanları çift vidalı ekstrüder kullanılarak üretilmiştir. Ekstrüder ile üretilen pelletler enjeksiyon kalıplama kullanılarak test numuneleri haline getirilmiştir. Zincir bağlayıcı ajan olarak ticari adı Joncryl ADR 4468 ® olan epoksi reaktif gruplara sahip multi-fonksiyonel stiren akrilik katkı malzemesi kullanılmıştır. Öncelikle, geri dönüştürülmüş PET çapakları, sırasıyla ağırlıkça % 0.05, % 0.25, % 0.40 ve % 0.80 Joncryl ile fiziksel olarak karıştırılarak ekstrüder prosesinde pellet haline getirilmiştir. Harman hazırlanırken geri dönüştürülmüş PET, PBT içerisine ağırlıkça % 25, 50 ve 75 oranlarında eklenmiştir. Joncryl, PBT/geri dönüştürülmüş PET harmanlarına eklenirken iki yöntem kullanılmıştır. Birinci yöntemde, PBT, geri dönüştürülmüş PET çapakları ve Joncryl katkı malzemesi fiziksel olarak karıştırılarak ekstrüderde pelletler üretilmiştir. İkinci yöntemde, geri dönüştürülmüş PET çapakları belli oranlarda Joncryl ile karıştırılarak ekstrüderde pelletler üretilmiştir. Üretilen bu pelletler, kurutma işleminin ardından PBT ile fiziksel olarak karıştırılarak tekrar ekstrüderde harmanlanmış ve son ürün haline getirilmiştir. Bu tez çalışmasında, farklı oranlarda geri dönüştürülmüş PET kullanmanın PBT/geri dönüştürülmüş PET harmanları üzerine etkisi incelenmiştir. Ayrıca, geliştirilen iki ayrı yöntem ile üretimin son ürünün özellikleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Örnek olarak, öncelikle ağırlıkça % 75 PBT ve % 25 geri dönüştürülmüş PET malzeme fiziksel olarak karıştırılarak, extrüderde pelletler üretilmiştir. Zincir bağlayıcı ajan katkısı, daha önce bahsedildiği gibi iki farklı yöntem kullanılarak harmanlara eklenmiştir. İlk yöntemde, ağırlıkça % 0.2 zincir bağlayıcı ajan, yaklaşık olarak ağırlıkça % 75 PBT ve % 25 geri dönüştürülmüş PET ile fiziksel olarak karıştırılıp, ekstrüderde pelletler üretilmiştir. İkinci yöntemde ise, ağırlıkça % 0.8 zincir bağlayıcı ajan, öncelikle geri dönüştürülmüş PET ile ekstrüderden geçirilerek ön karışım hazırlanmıştır. Hazırlanan ön karışım, kurutma işleminin ardından, ağırlıkça % 75 PBT, % 25 ön karışım olacak şekilde karıştırılıp ekstrüderden geçirilmiştir. İkinci yöntem ile hazırlanan malzeme, ilk yöntem gibi sonuçta % 0.2 ajan içermektedir. Yalnızca, 50:50 ve 25:75 PBT/geri dönüştürülmüş PET harmanlarında, farklı zincir bağlayıcı ajan konsantrasyonlarının etkisi araştırılmıştır. % 0.8 zincir bağlayıcı ajan ve geri dönüştürülmüş PET içeren ön karışım, PBT içerisine ağırlıkça % 25, 50 ve 75 oranlarında eklenmiştir. Böylece ön karışım konsantrasyonunun harman malzemesi özellikleri üzerindeki etkisi incelenebilmiştir. Geliştirilen harman malzemelerin termal bozunma özellikleri termal gravimetrik analiz (TGA) ile, termal özellikleri ve kristalizasyon davranışları, diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Viskoelastik özellikler, dinamik mekanik analiz (DMA) ve eriyik akış indeksi (MFI) teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Akma dayanımı ve elastik modül değerleri çekme deneyi, darbe dayanımı Izod darbe deneyi sonucunda elde edilmiştir.