Su Bazlı Poliüretan-omt Nanokompozitlerinin Eldesi

Abstract

İkili bir kolloid sistem olan su bazlı poliüretan dispersiyonları, çok az yardımcı çözücü içermesinden ya da hiç yardımcı çözücü içermemesinden dolayı, özellikle yüzey kaplama ve yapıştırıcılar alanında önem kazanmıştır. Çapraz bağlama ajanları kullanılarak ya da kullanılmayarak çeşitli sert ve yumuşak bloklar ile değişik özelliklerde çok çeşitli su bazlı poliüretran polimerleri elde edilebilir. Nanokompozitler; bir çok uygulamada geleneksel kompozitler yerine alternatif olarak kullanılabilen, dağıtılmış parçacıklarından en az bir boyutunun nano ölçekte olduğu yeni bir malzeme sınıfıdır. Bu çalışmada, öncelikle, polieter ve poli (eter/ester) tipi yumuşak bloklar kullanılarak aseton yöntemiyle lineer su bazlı poliüretan polimerler, polieter tipi yumuşak bloklar kullanılarak prepolimer yöntemiyle çapraz bağlı su bazlı poliüretan polimerleri hazırlanmıştır. Tüm deneylerde, DMPA dahili emülsifiye ajanı, HDI izosiyanat komponenti, TEA nötralizer ve gerekli olduğu durumlarda DBTDL katalist olarak kullanılmıştır. Zincir uzatıcı olarak, lineer su bazlı poliüretan polimerleri için BD, çapraz bağlılar içinse su/HMTA kullanılmıştır. Ayırt edici mekanik ve termal özelliklere sahip lineer ve dendritik su bazlı poliüretan polimerleri elde edilmiştir. Daha sonra, su bazlı poliüretan/NaMt nanokompozitleri hazırlanmıştır. NaMt eritme yöntemiyle poliol içinde modifiye edilmiş ve ardından nanokompozit yerinde polimerleştirme yöntemiyle hazırlanmıştır. Sonuçlar nanokompozitlerin çoğunlukla tabakalandığını ve kısmi olarak yapraklanmış olduğunu göstermektedir. Lineer ve çapraz bağlı su bazlı poliüretan polimerlerin mekanik ve termal özelliklerinde iyileşme görülmüştür. Son olarak, NaMt içeriğinin güneş ışığı radyasyonu ve ozon ortamına dayanımına etkisi incelenmiştir. Sonuçlar, NaMt’nin foto-bozunumu hızlandırdığı ve ozonla oksidasyona karşı dayanımı arttırdığını göstermektedir.

Waterborne polyurethane dispersion (WPU) which is a binary colloidal system of polyurethane polymers is very important especially in the area of surface coatings and adhesives due to having little or no cosolvent content. Various WPU polymers with different properties can be formulated by using several hard and soft segments with or without crosslinkers. Nanocomposites are a new class of materials for which at least one dimensions of the dispersed particles is in the nanometer scale that can alternatively be used in several applications instead of traditional composites. In this study, firstly, linear WPUs were prepared via acetone process by using polyether and poly (ether/ester) type soft segments whereas crosslinked WPUs were prepared via prepolymer mixing process by using polyether type soft segments. In all experiments, DMPA as internal emulsifier, HDI as isocyanate component, TEA as neutralizer and DBTDL as catalyst (when necessary) were used. BD for linear and water/HMTA for crosslinked WPUs were used as chain extenders. Linear and dendritic WPU polymers with distinctive mechanical and thermal properties were obtained. Secondly, WPU/NaMt nanocomposites were prepared. NaMt was modified into the polyol by melt blending and nanocomposite preparation was performed via in-situ polymerization. The results showed that the nanocomposites were mainly intercalated and partially exfoliated. Mechanical and thermal properties of the linear and crosslinked WPUs were improved. Finally, the effect of NaMt content on stability against solar radiation and ozone environments was investigated. The results indicated that NaMt was accelerated the photo-degradation and increased the stability against oxidation by ozone.