Çekirdeklendirici Katkıların Geri Dönüştürülmüş Polipropilenin Mekanik Davranışına Etkisinin Araştırılması

Abstract

En yüksek tüketim oranına sahip plastik türlerinden biri olan polipropilen yüksek mekanik özellikler, düşük yoğunluk ve iyi işlenebilme gibi özelliklere sahiptir. Bununla beraber, polipropilenin düşük darbe mukavemeti sebebiyle mühendislik plastiği olarak kullanımı ciddi anlamda kısıtlanmaktadır. Bu durum geri dönüştürülmüş polipropilen hammaddeleri için daha büyük bir sorundur. Bu çalışmada; geri dönüştürülmüş PP’ye; %5 ve %10 EPDM, %0,5 oranında 3 farklı “α” tipi çekirdeklendirici katkı ve %0,2 ikincil antioksidan katılarak eriyik karıştırma yöntemiyle tekli, ikili ve üçlü katkı karışımları hazırlanmıştır. Karışımları hazırlamak için 27 mm vida çapına ve 48:1 L/D oranına sahip çift vidalı 13 ısıtma bölgeli ekstrüder kullanılmıştır. Hazırlanan numunelerin fiziksel, morfolojik ve ısısal özelliklerinin belirlenmesi amacıyla yoğunluk, eriyik akış indeksi (MFI), X ışınları kırınımı (XRD), diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve polarize mikroskop (POM); mekanik özelliklerini belirlemek amacıyla çekme, darbe ve sertlik testleri yapılmıştır. XRD sonuçlarına göre α tipi çekirdeklendirici ajanlar, üçlü karışımlarda θ açılarına denk gelen şiddeti önemli ölçüde değiştirmiştir. DSC ve POM sonuçlarında çekirdeklendirici katkıların geri dönüştürülmüş PP’nin kristalizasyon sıcaklığını yükselttiği ve kristal yapılarınının (spherulite) boyutunu küçülttüğü görülmüştür. Mekanik test sonuçlarına göre üçlü karışımların kullanımı hem yüksek darbe mukavemeti hem de yüksek çekme özellikleri sağlamıştır. POM sonuçlarında kristalizasyon oluşumu açısından en belirgin görüntünün elde edildiği %10 3092PM/NA-11UH içeren ikincil antioksidan katkılı üçlü karışımı aynı zamanda en iyi mekanik özellikleri göstermiştir.

Polypropylene is one type of plastics having the highest consumption rate have properties such as high mechanical properties, low density and good processability. However, potential usage of polypropylene as an engineering plastic has been seriously limited by its low impact strength. This situation is big problem for recycled PP (RPP) raw materials. In this study; RPP raw material, EPDM with 5% and 10% ratio, 3 different grades of α-NA with 0.5% ratio and secondary antioxidant with 0.2% ratio were melt-mixed. Mono, binary and ternary mixtures were prepared. A 13 heating zone twin-screw extruder with the screw diameter 27 mm and L/D ratio 48:1 is used to prepare compounds. Density, melt flow index (MFI), X-ray diffraction (XRD) and differential scanning calorimetry (DSC), polarizing microscope (POM) tests were conducted to determine the structural, morphological and thermal properties of samples. Tensile, impact and hardness tests were carried out to evaluate the mechanical properties of the samples. According to XRD results α-NAs dramatically changed intensity corresponding to “θ” angles of RPP in ternary mixtures. At the DSC and POM results it was observed that nucleating agents raised the crystallization temperature and made smaller the sizes of spherulites. According to mechanical test results; the usage of ternary mixtures provided that both high impact resistance and also high tensile properties. The most distinct image in terms of crystallization formation was obtained with the POM image in RPP/10% 3092PM/NA-11UH/I-168 ternary mixture. This mixture also showed the best mechanical results.