Poli(dimetilsiloksan) Katkısının Polietilen Harman Matrisli Nanokompozitlere Etkisinin Araştırılması

Abstract

Bu çalışmada poli(dimetilsiloksan) (PDMS) katkısının polietilen (PE) harman nanokompozitlerinin morfolojik, termal, yapısal ve mekanik özelliklerine olan etkisi incelenmiştir. Değişik oranlarda alçak yoğunluklu polietilen/metalosen polietilen (AYPE/m-PE) harman matrisli örnekler 27 mm çapında, L/D'si 48 olan çift vidalı ekstrüder ile eriyik karıştırma yöntemiyle hazırlanmıştır. Çalışma sıcaklığı 70-205°C aralığında belirlenmiştir. Onyum iyonlarıyla modifiye edilmiş organokil (Nanomer® I.44P) harmanlara yüzde 5 oranında ilave edilmiştir. Polietilen harmanları ile nanokil arasındaki uyumu sağlamak amacıyla yüzde 15 maleik anhidrit aşılanmış polietilen eklenmiştir. Bunlara ilaveten nanokompozit özelliklerine etkisini araştırmak amacıyla örneklere yüzde 5 ve 10 PDMS katılmıştır. Örneklerin morfolojik, termal, yapısal ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Örneklerin gerçek dolgu miktarı kül testi ile belirlenmiştir. XRD sonuçları tabakaları kısmen dağılmış yapılar elde edildiğini göstermiştir. DSC sonuçlarına göre örneklerin kristallenme dereceleri (Xc) artan PDMS miktarı ile azalmaktadır. Bu durum AYPE zengin nanokompozitlerde daha belirgin olarak gözlenmektedir. Tüm örneklerde yüzde 5 ve 10 PDMS ilavesi ile temas açısı değerlerinin sırasıyla %15-20 ile %25-30 arttığı gözlenmiştir. Örneklerin çekme-kopma testleri, Izod darbe dayanımı ve sertlik testlerinin sonuçları PDMS ilavesinin nanokompozitlerin mekanik özelliklerinin önemli ölçüde etkilendiğini ortaya koymuştur.In this study, the effects of the poly(dimethylsiloxane) (PDMS) to the polyethylene (PE) blends nanocomposites were investigated morphologically, thermally, structurally and mechanically. The low density PE/metallocene PE (LDPE/m-PE) blends samples with different compositions were prepared as matrix PE by melt mixing method using co-rotating twin screw extruder with L/D ratio of 48. Processing temperatures were taken between 70-205°C. Onium ions modified organoclay (Nanomer® I.44P) were added as 5 phr to the blends. In order to obtain the compatilibility between polyethylene blends and nanoclay layers, 15 phr maleic anhydride grafted polyethylene was used. In addition to these, 5 and 10 phr PDMS was added to the samples to investigate the effects of PDMS to the properties nanocomposites. Morphological, thermal, structural and mechanical properties of the samples were investigated. Actual filler contents of the samples were determined by ash content tests. XRD results showed that structures between intercalated/exfoliated were obtained. According to DSC analysis, it was observed that degree of crystallinities (Xc) of the samples were decreasing with the increasing amounts of PDMS and this situation is more significant in LDPE rich samples. In all samples, with the addition of 5 and 10 phr PDMS to the clay containing nanocomposites, PDMS increased the contact angle values around 15-20% and 25-30%, respectively. Mechanical characterization results by tensile, Izod impact strength and hardness tests, revealed that the addition of PDMS to the nanocomposites had affected the mechanical properties significantly.