Sert poliüretan köpük uygulamalarında kullanılmak üzere asit indisi düşük poliester-poliollerin geliştirilmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: EREN YENEN
Danışman: HÜSEYİN DELİGÖZ
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Sert poliüretan (PU) köpükler için geliştirilen poliester poliollerin (PESPOL) taşıması gereken bazı hedef fiziksel özellikler bulunmaktadır. Bu özellikler başlıca PESPOL'lerin viskozite, asit indisi değeri, hidroksil sayısı değeri ve nem içeriğidir. Tez kapsamında, sert PU köpük uygulamaları için düşük asit indisi değerine sahip PESPOL'ler, diasit-anhidrit bileşiklerinin poliol bileşikleri ile uygun koşullarda polikondenzasyon reaksiyonlarıyla poliol/diasit-anhidrit ekivalent oranı 3:1 olacak şekilde, diasit-anhidrit içeriğindeki adipik asit (AA) ve ftalik anhidrit (FA) oranları ile poliol içeriğindeki dietilen glikol (DEG) ve gliserin (GLY) oranları değiştirilerek gerçekleştirilmiştir. PESPOL'lerin asit indisi, hidroksil sayısı, viskozite ve nem miktarı gibi karakterizasyonlarının yanı sıra tüm PESPOL ürünlerden PU köpük denemeleri yapılmıştır. Son olarak hazırlanan PU köpüklerin referans bir PESPOL'den elde edilen PU köpüğe göre özellikleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Sentezlenen PESPOL'lerin diasit-anhidrit kompozisyonundaki ftalik anhidrit (FA) içeriği yükseldikçe viskozite değerlerinin ve asit indisi değerlerinin arttığı, hidroksil sayılarının azaldığı gözlenmiştir. Bununla birlikte, poliol bileşiminde gliserin (GLY) içeriğinin artmasına bağlı olarak viskozite değerlerinin, hidroksil sayılarının ve asit indisi değerlerinin yükseldiği sonucuna ulaşılmıştır. Genel olarak hazırlanan PESPOL ürünlerin ağırlıkça ortalama molekül ağırlığının (Mw) 1.000 Da altında olduğu saptanmıştır. Ürünlerin hidroksil sayılarının diasit-anhidrit kompozisyonundaki artan FA içeriği ile azaldığı (476-599 mgKOH/g) ve asit indisi değerlerlerinin de 0,99–2,36 mgKOH/g aralığında olduğu saptanmıştır. GLY içeriğindeki artışa bağlı olarak, hazırlanan PESPOL'lerin viskozite değerlerinin 1.233 cP-31.098 cP, hidroksil sayılarının 545-599 mgKOH/g ve asit indisi değerlerinin ise 1-2,12 mgKOH/g aralığında değiştiği bulunmuştur. Tez kapsamında sentezlenen PESPOL'lerden hazırlanan PU köpüklerin reaksiyon profilleri (kremleşme, jelleşme ve dokunma zamanı) karşılaştırmalı olarak incelendiğinde; sentezlenen PESPOL'lerden hazırlanan PU köpüklerin referans PU köpüğe göre üstün mekanik özellikler gösterdiği belirlenmiştir. Ek olarak, hazırlanan PU köpüklerin serbest yoğunlukları incelendiğinde, D1 ve D3 kodlu PESPOL'lerden hazırlanan PU köpüklerin referans örneğe göre (31,3 kg/m3) daha düşük serbest yoğunluğa sahip iken diğer örneklerin serbest yoğunluk değerlerinin referansa göre daha yüksek olduğu saptanmıştır. Köpük yapıların SEM analizlerinde genelde beklendiği üzere bal peteği yapısı gözlenmiş olup referans, D1 ve D3 kodlu PESPOL'lerden hazırlanan PU köpükler homojen ve uniform dağılımlı gözenekler göstermiştir. Bu sonuç, PU köpük oluşumu esnasında kullanılan şişirici ajan ve stabilizatörün PESPOL yapısı ile uyumlu davranarak uygun hücresel yapı oluşturduğunu göstermektedir. Ayrıca referans örnek için ortalama gözenek boyutu 230 μm civarında iken geliştirilen PESPOL'lerden hazırlanan PU köpüklerin de genel olarak 200 – 250 μm aralığında ortalama gözenek boyutuna sahip olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak, sentezlenen PESPOL ürünlerinden elde edilen PU köpüklerin genel olarak ticari PESPOL'den hazırlanan referans örneğe göre daha üstün özelliklere sahip olduğu ve sert PU köpük uygulamalarında kullanım potansiyellerinin yüksek olduğu belirlenmiştir. Tez kapsamında hazırlanan PESPOL ürünler arasında endüstri tarafından talep edildiği şekilde oldukça düşük viskoziteye ve asit indisine (< 1 mgKOH/g) sahip olan D1 ve D2 kodlu PESPOL'lerin ve bu PESPOL'lerden hazırlanan PU köpüklerin referansa göre basma dayanımı değerlerinin oldukça yüksek, serbest yoğunluk değerlerinin ise referans PU köpüğe oldukça yakın olması, bu ürünlerin hem bilimsel hem de ticari açıdan oldukça ümit verici olmasına neden olmaktadır.