Farklı Topolojilere Sahip Baroplastikler

Abstract

Bu çalışmanın esas amacı olarak, farklı topoloji ve segmentlere sahip olan polimerlerin yapısının reolojik akışa etkisini incelemek amacıyla, varolan baroplastik malzemelerin genişletilmesi hedeflenmiş ve yeni tür baroplastik malzemeler için topoloji, kompozisyon, molekül ağırlığı, geri dönüşüm çevrimi ve basıncın etkisi araştırılmıştır. Öncelikle çok fonksiyonlu başlatıcılar ve bu başlatıcılar kullanılarak değişik topolojilerde homopolimerler ve bu homopolimerden yola çıkılarak farklı topolojilerde ve molekül ağırlıklarında iyi tanımlanmış blok kopolimerler atom transfer radikal polimerizasyonu ile sentezlenmiştir. Elde edilen blok kopolimerlere oda sıcaklığında basit sıkıştırma ve/veya ekstrüzyon işlemleri uygulanarak baroplastik özellikleri incelenmiştir. Bunlara ek olarak, oda sıcaklığında basınç altında proses edilebilen baroplastik malzemelerin proses sonrasındaki fiziksel değişimleri (düzenli halden düzensiz hale geçişi) termal, morfolojik, reolojik ve mekanik özellikleri açısından incelenmiştir. Ayrıca, baroplastikler proses yardımcı maddesi olarak değerlendirilerek, yaygın kullanımı olan ve yüksek sıcaklıklarda proses edilen ticari polimerler ile fiziksel karıştırılarak bu polimerlerin de oda sıcaklığında ilk kez proses edilebilirlikleri gösterilmiştir. Tez çalışmasında, birçok kez tekrarlanan geri dönüştürülme işlemlerinde baroplastik malzemenin bozunmaya uğramadan ve madde kaybı olmadan %100 geri kazanım sağlandığı gözlemlenmiştir. Bu sonuç baroplastik malzemelerin sonsuz kez geri dönüştürülerek kullanılabileceği şeklinde değerlendirilebilir. Bu çalışmada, yüksek ve düşük sıcaklıkta proses koşulları karşılaştırıldığında, oda sıcaklığında proses işleminin yüksek basınçlar gerektirmediğinden dolayı endüstride termal prosesler için kullanılan cihazların baroplastik malzemeler için de kullanılabileceği değerlendirilmesi yapılabilir. Tüm bu sonuçlar göz önüne alındığında kaynak kullanımı azaltılabileceğinden farklı topolojilere sahip baroplastikler, ekonomiye katkı sağlayan ve çevre dostu yeni malzemeler olarak değerlendirilebilir.

The main aim of this study is an attempt to understand, the effect of structure on rheological flow of polymers having different topologies with different segments. The goal of expanding the range of existing baroplastics has been achieved and the effect of topologies, compositions, molecular weights, recycling cycles and pressure were examined in depth for obtained novel baroplastic materials. First, in order to synthesize well defined block copolymers with different topologies and molecular weights, suitable multi functional initiators and from them well-defined homopolymers were synthesized via atom transfer radical polymerization. Obtained block copolymers’ baroplastic properties were investigated by simple compression and/or extrusion at room temperature. One additional step was taken and the physical changes (from ordered to disordered state) of baroplastic materials after processing at room temperatures were included and in order to obtain understanding of the processability of resulting properties, morphological, thermal, rheological and mechanical property measurements were performed. Additionally, the possibility of using optimized amount of baroplastic materials as processing aid, in order to process high temperature processing polymers at room temperature under pressure, was demonstrated for the first time with polystyrene that is a commodity and high temperature processing polymer. During thesis work, it has been observed that baroplastic materials could be recovered 100% without any degradation after multiple recycling cycles. From this result, it can be concluded that the baroplastic materials may be recycled for infinity times. Herein, when high and low temperature processing were compared, the equipments that are used for the manufacturing of current commercial plastics could be suitable for baroplastic processing as well, since the room temperature processing does not require high pressure. Thus, with all this reduced resource utilization, baroplastics can be considered as new environment-friendly materials with different topologies contributing to the economy.