Polistirenle modifiye epoksi reçine bazlı nanokompozit ve hibrit kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu

Bu çalışmada, matris belirlenmesinde ilk önce bisfenol-A tipi epoksi reçine ile epoksi fenolik novolak (EFN) reçinelerinin kürleşme dereceleri hesaplanmış ve çalışmaya EFN ile devam edilmesine karar verilmiştir. EFN reçinesi, kütlece %1-5 termoplastik polistiren (PS) atığı ile modifiye edilerek en uygun oran %4 PS seçilerek ilk kez polimer matris olarak kullanılmıştır. İki tip kompozit hazırlanmıştır: (i) kütlece %1-4 nanokil (NK) içeren nanokompozitler ve (ii) hibrit kompozitler. Saf (NK) ve tetrametilamonyum klorür (TMAC) ile modifiye edilmiş nanokil (MNK), kütlece %15-35 kırmızı çamur atığı (KÇ) içeren hibrit kompozitlerde en uygun kütlece %2 oranında kullanılmıştır. Nanokillerin kimyasal yapıları Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) ile aydınlatılmış, partikül boyutu analizi ile karakterize edilmiştir. Nano ve hibrit kompozitlerin yüzey morfolojisi, Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını kırınımı (XRD) ile karakterize edilmiştir. PS, NK ve KÇ'nin kompozitlerin mekanik, dinamik-mekanik, termal ve yanıcılık özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. EFN-PS matrisinin yanması, NK/MNK ve KÇ eklenmesiyle azalmıştır. Ayrıca, hibrit kompozit kaplamaların korozyona karşı koruma özellikleri, %5 NaOH, HCl ve NaCl çözeltilerine daldırma testi ile belirlenmiştir. Hibrit kompozitlerin su sorpsiyonu %1-3,6 ile %1-5,3 arasında değişirken EFN-PS/NK nanokompozitlerde %0,82-1,02 arasında değişmiştir. Hibrit kompozitlerin korozif ortamda baz ve tuz çözeltileri için kütle artış yüzde değerleri (sırasıyla %0,59-0,75 ve %0,46-0,59) su sorpsiyonuna göre çok daha düşük olarak belirlenmiştir. Hibrit kompozit kaplamaların morfolojileri, korozyon testlerinden önce ve sonra taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile, yüzey özellikleri ise mikroskop ile incelenmiştir. %2 MNK-%30 KÇ hibrit kompozit, bazik ve tuzlu ortamlardaki yüksek korozyon direnci, depolama modülü, kayıp modülü ve camsı geçiş sıcaklığı (Tg) değerleri (90,6°C) nedeniyle %2 NK-%30 KÇ kompozitine göre daha uygun bulunmuştur.