Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

SOYUBOL Göksu

Danışman : Prof.Dr. Ahmet KAŞGÖZ

Anabilim Dalı : Kimya Mühendisliği

Programı : Kimyasal Teknolojiler

Mezuniyet Yılı : 2009

Tez Savunma Jürisi :Prof. Dr. Ahmet KAŞGÖZ

Prof. Dr. M.Ali GÜRKAYNAK

Prof. Dr. Emin ARCA

Prof. Dr. İsmail AYDIN

Doç. Dr. Gülten GÜRDAĞ

Polietilen Hibrit Sistemlerin Hazırlanması ve Gaz Geçirgenlik Özelliklerinin Belirlenmesi

Bu çalışmada, farklı tip uyumlaştırıcılar tek başına ve ikili olarak kullanılarak farklı bileşimlerde yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE)/kil nanokompozit filmler, çift vidalı ekstruderde eriyik harmanlama metodu ile hazırlanmış ve örneklerin mikro yapısal, termal ve gaz geçirgenlik özellikleri detaylı olarak incelenmiştir.

Kil olarak ticari bir organokil olan Cloisite^® 20A, uyumlaştırıcı bileşikleri olarak ise, farklı maleik anhidrit yüzdelerine sahip üç farklı maleik anhidrit aşılanmış polietilen (PE-g-MA), iki farklı tip iyonomer (PE-co-MAA Na⁺ ve Zn⁺² tuzu) ve düşük molekül ağırlıklı okside polietilen (OxPE) kullanılmıştır.

Hazırlanan örneklerin gaz geçirgenlik değerleri GDP-C gaz geçirgenlik test cihazı, mikro yapısal özellikleri X-ışını Kırınım Difraktometresi (XRD), termal özellikleri ise Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) ve Termogravimetrik Analiz (TGA) ile incelenmiştir.

Örneklerin XRD analizleri sonuçlarında çoğunun yarı eksfoliye yapı gösterdiği ve kil dispersiyonunun uyumlaştırıcı yapısına bağlı olduğu bulunmuştur. Gaz geçirgenlik sonuçlarının difüzyon modellemeleri ile kil tabakalarının dağılım oranı hesaplanmıştır. PE-g-MA 1,6 ve OxPE uyumlaştırıcı çiftleri ile hazırlanan örneklerde dağılım oranının yaklaşık 12-20 arası olduğu, PE-co-MAA Na⁺ ve OxPE uyumlaştırıcı çifti ile hazırlanan örneklerde ise 10-17 arasında değiştiği hesaplanmıştır. Örneklerden PE-g-MA 1,6 ve OxPE uyumlaştırıcı çifti ile hazırlanan filmin 384 cm³100μ/m².d.bar olarak ölçülen gaz geçirgenlik değeri ile en düşük geçirgenliğe sahip olduğu bulunmuştur. Çift uyumlaştırıcı içeren tüm örneklerin mikro yapısal ve gaz geçirgenlik özellikleri birlikte değerlendirildiğinde, düşük oranda uyumlaştırıcı kullanımı ile gelişmiş bariyer özelliklere sahip yarı eksfoliye yapıda nanokompozit filmler elde edildiği görülmüştür. Örneklerin DSC analizi sonuçlarına göre, farklı tipte uyumlaştırıcılar ve değişen organokil miktarı nanokompozit filmlerin termal özellikleri üzerinde belirgin farklanma meydana getirmemiştir. TGA sonuçlarına göre, iki kademeli bozunma gösteren örneklerin ısıl kararlılığının saf polimere göre daha yüksek olduğu tesbit edilmiştir.

 

Preparation of Polyethylene Hybrid Systems and Determination of Their Gas Permeation Properties

In this study, high density polyethylene (HDPE)/clay nanocomposites in various compositions were prepared by melt processing method in a twin screw extruder by using different types of single and binary compatibilizers and micro-structural, thermal and gas permeation properties of the samples were examined in detail.

A commercial organoclay (Cloisite^® 20A) and different types of compatibilizers, maleic anhydride grafted polyethylenes (PE-g-MA) having different maleic anhydride graft ratio, ionomers (PE-co-MAA Na⁺ and Zn⁺² salt) and a low molecular weight oxidized polyethylene (OxPE), were used.

Gas permeability values of the film samples were determined by GDP-C gas permeation tester. Micro structural properties of the samples were analyzed by Wide-Angle X-Ray Diffraction (XRD). Thermal behavior of the samples were also examined by Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Thermogravimetry (TGA) methods.

It was found that, many of the samples exhibited semi exfoliated structure and clay dispersion also depended on the compatibilizer structure, based on the XRD results. Aspect ratio of clay layers were estimated by diffusion models based on the gas permeability results. It was found that, the aspect ratio value of the clay layers was about 12-20 for the sample series prepared with PE-g-MA 1,6 and OxPE used as compatibilizer and about 10-17 for the samples prepared with the PE-co-MAA Na⁺ and OxPE. It was found that the film sample prepared with the PE-g-MA 1,6 and OxPE as binary compatibilizer, showed the most enhanced barrier property. (384 cm³100μ/m².d.bar ) When the microstructural and gas permeation properties of all samples having binary compatibilizers were evaluted altogether, it was seen that nanocomposite films with semi exfoliated structure and reduced permeability were obtained. According to DSC results, different types of compatibilizers and variable organoclay quantitiy did not yield a significant difference on the thermal behaviours of the samples. Based on the TGA results, it was found that degradation of the samples took place in two step under oxidative conditions. Thermal stability of the samples were also found to be higher than the neat polymer.

AKKAYA Müge Çağıl

Danışman : Doç. Dr. Tülin Banu İYİM

Anabilim Dalı : Kimya Mühendisliği

Programı : Kimyasal Teknolojiler

Mezuniyet Yılı : 2009

Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Saadet PABUCCUOĞLU

Prof. Dr. Gülten ATUN

Doç. Dr. Gamze GÜÇLÜ

Doç. Dr. Tuncer YALÇINYUVA

Çapraz Bağlı Akrilik Asit/ 2- Akrilamido 2- Metilpropan Sülfonik Asit Hidrojellerinin Sentezi ve Uygulamaları

Hidrojeller çapraz bağlı, suda çözünmeyen ancak su absorplayabilen hidrofilik yapılı polimerlerdir. Su absorplama yeteneği polimerin tipine ve çapraz bağlanma derecesine göre değişir. Hidrojeller endüstrideki potansiyel uygulamaları nedeniyle gittikçe artan bir öneme sahip olmuşlardır. Bu polimerler suların saflaştırılması ve ayrılmasında membran hazırlanmasında, kontak lenslerde, tarımda, gıda endüstrisinde, tıp ve biyoteknoloji alanında kullanılmaktadırlar.

Günümüzde çevre kirliliğinin gittikçe artan bir sorun haline gelmesi, bunun giderimi için çeşitli tekniklerin geliştirilmesine yol açmıştır. Tekstil, deri, kağıt, kauçuk, plastik, kozmetik, gıda v.b. gibi teknolojinin pek çok alanında kullanılan sentetik boyalar da atık sular yoluyla çevreye karışarak, bu kirliliğe katkıda bulunmaktadır. Bu boyaların uzaklaştırılması için koagülasyon – flokülasyon, oksidasyon, ozonizasyon, membran ayırması ve adsorpsiyon gibi farklı yöntemler kullanılmaktadır.

Bu çalışmada atık sulardan boyar maddelerin uzaklaştırılması için adsorpsiyon yöntemi kullanılmış, bu amaçla farklı mol oranlarında akrilik asit (AA) ve 2-akrilamido-2- metilpropan sülfonik asit (AMPS) monomerleri ile farklı çapraz bağlayıcı oranlarında çalışılarak çapraz bağlı AA/AMPS hidrojelleri sentezlenmiştir. Elde edilen bu hidrojeller seyreltik çözeltilerden Safranin T ve Brillant Krezil Mavisi boyar maddelerinin uzaklaştırılmasında kullanılmıştır.

Synthesizes of Crosslinked Acrylic Acid / 2-Acrylamido-2-Methlypropane Sulfonic Acid Hydrogels and Their Applications

Hydrogels are hidrofilic polymer networks which insoluble but can swell in water. The ability to swell in water firstly depends on the type of polymers and on the degree of crosslinking. Hydrogels are becoming more and more important because of their potential applications in industry. They are used for preparation of membranes in water purification and separation, catheters, contact lenses as well as in agriculture, food industry, medicine and biotechnology.

Gradually increasing environmental pollution has caused to develop new water treatment processes. Synthetic dyes are being used in many areas like textile, leather, paper, rubber, plastic, cosmetic, pharmaceutical and food industries. The extensive use of dyes often poses pollution problems in the form of colored wastewater that discharges into environmental water bodies. Several water treatment processes such as coagulation-flocculation treatment, ozonization, membran filtration and adsorption are proposed for the removal of dyes from wastewater bodies.

In this study, adsorption process has been used in order to remove of color from waste effluents. For this purpose, crosslinked acrylic acid (AA) / 2-acrylamido-2-methlypropane sulfonic acid (AMPS) hydrogels were synthesized with different molar ratio of acrylic acid (AA) and 2-acrylamido-2-methlypropane sulfonic acid (AMPS) monomers and different crosslinker ratio. Obtained hydrogels are used so as to uptake of Safranin T and Brillant crezil blue dyestuffs from aqueous solution.