Polistiren-Fosfin Oksit Modifiye Kil Nanokompozitleri

Nanoteknoloji ve nanobilim kimya ile fizik bilimlerini bir araya getiren multidisipliner bir bilim alanıdır. Günümüzde bu alanda gerçekleştirilen çalışmalardan çoğu nano boyutta tanecikler içeren malzemeler hakkındadır. En yaygın çalışma alanı bulan nanokompozitler, en az bir bileşenini nano boyutta olduğu çok fazlı malzemeler olarak tanımlanırlar. Başta tıp, elektronik, tekstil, kataliz, bilişim ve uzay sektörleri olmak üzere oldukça yaygın ticari kullanım alanlarına sahiptirler. Bu uygulama alanları nano boyuttaki malzemelerin makro boyuttaki hallerine göre farklı özellikler göstermesine bağlı olarak artmaktadır. Bu çalışmanın temel amacı yanma geciktirici özelliği arttırılmış polimer-kil nanokompozitlerinin hazırlanmasıdır. Öncelikle montmorillonit kil (MMT) kuaternizeBis (3-aminofenil)-fenilfosfin oksit (BAPPO) kullanılarak sulu bir ortam içinde BAPPO katyonları ile kildeki Na+ iyonları arasındaki iyon değişimi reaksiyonu sonucunda modifiye edilmiştir. Polistiren-kil nanokompozitler, dağılmış kil ihtiva eden stirenin serbest radikal polimerizasyonu ile hazırlanmıştır. Elde edilen nanokompozitler, X-ışını difraksiyonu (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. Kompozit içerisindeki nano-dolgu miktarının artışına bağlı olarak termal özelliklerdeki değişim termogravimetrik analizi (TGA) ve diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ile incelenmiştir. Nanokompozitlerin alev geciktirici özellikleri ise kısıtlayıcı oksijen indeksi (LOI) ve UL 94 testleri kullanılarak belirlenmiştir.

Polystrene- PhosphineOxideModifiedClay Nanocomposites

Nanotechnology and nanoscience are multidisciplinary fields that combines chemistry and physics. Nowadays, most of the studies conducted in this area, are about materials containing nano- sized particles. Nanocomposites that have widespread utilization are defined as multiphase materials where at least one of the phases has a dimension in the nano-scale. They have variety of commercial application fields such as medical, electronic, textile, catalysis, informatics and space sectors. Due to the fact that matter at the nano-scale has different properties as compared with macro-scale, these application fields are increasing. The main aim of this study is to preparation of polymer/clay nanocomposites with improved flame retardancy. Montmorillonite clay (MMT) was pre-modified using quaternized derivative of Bis(3-aminophenyl) phenyl phosphine oxide (BAPPO) via ion exchange between Na+ ions in the clay and BAPPO cations in aqueous medium. Polystyrene-clay nanocomposites were prepared by free radical polymerization of styrene containing dispersed clay. The resultant nanocomposites were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The effect of increased nanofiller loading in thermal properties of the nanocomposites was investigated by thermogravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). Flame retardancy properties were investigated by Limiting Oxygen Index and UL 94 flammability test.

PDF

___

Balaz, A.C., Emrick, T., Russel, T.P., 2006. Nanoparticle Polymer Composites: Where Two Small Worlds Meet, Science, 314 (5802), 1107-1110.
Etemadi, H., 2012. Silver Nanoparticles- Polymer Nanocomposites, Yüksek Lisans tezi, University of Manchester.
Feymann, R., 1992. Plenty of room at the bottom, Journal of Microelectromechanical Systems, 1(1), 60- 66.
Goesmann, H., Feldmann C., 2010. Nanoparticulate Functional Materials. Angewandte Chemie International Edition, 49(8), 1362-1395.
Hofmann, U., 1968. On the chemistry of clay, Angew. Chem. Internat. Edit., 7(9), 681-692.
Jordan, J. W., 1949. Organophilic Bentonites, J. Phys. Colloid Chem., 53, 294-306.
Judeinstein, P., Sanchez, C., 1996. Hybrid organicinorganic materials: A land of multidisciplinarity, J. Mater. Chem., 6, 511-525.
Keszei S., Matkó Sz., Bertalan G., Anna P., Marosi G., Tóth A., 2005. Progress in interface modifications: From compatibilization to adaptive and smart interphases. European Polymer Journal, 41, 697-705.
Diffirent Types of Layered Compounds, Solid State Ionics, 22, 43-51.
Levchik S. V., Weil E. D., 2008. New developments in flame retardancy of styrene thermoplastics and foams. Polymer International, 57, 431-448.
Marosi G., Anna P., Márton A., Bertalan G., Bóta A., Tóth A., Mohai M., Rácz I., 2002. Flameretarded polyolefin systems of controlled interphase. Polymers for Advanced Technologies, 13, 1103- 1111.
Marosi G., Márton A., Szép A., Csontos I., Keszei S., Zimonyi E., Tóth A., Almeras X., 2003. Fire retardancy effect of migration in polypropylene nanocomposites induced by modified interlayer. Polymer Degradation and Stability, 82, 379-385.
Mutin, P.H., Guerrero, G., Vioux, A., 2003. Organic- inorganic hybrid materials based on organophosphorus coupling molecules: from metal phosphonates to surface modification of oxides, C. R. Chim., 6, 1153-1164.
Ray,S.S. and Okamoto, M., 2003. 'Polymer /Layered Silicate Nanocomposites: A Review from Preparation to Processing, Prog. Polym. Sci., Vol. 28, 1539-1641.
Şen S., 2005. A Study on polymer-clay nanocomposites, Ph. D. Thesis. Boğaziçi University. Thompson, D.T., 2008. Michael Farady's Recognition of Ruby Gold: the Birth of Modern Nanotechnology. Gold Bulletin, 40(4), 267-269.
Usuki, A., Kawasumi, M., Kojima, Y., Okada, A., Karauch, T., Kamigaito, O., 1993. Synthesis of nylon 6-clay hybrid. J Mater Res, 8, 1171-1184.
Wang Z., and Pinnavaia, T.J., 1998. Nanolayer reinforcement of elastomeric polyurethane, Chem. Mater., 10, 3769-3771.
Wiess, A., 1963. Organic DErivatives of Mica- Type Layer Silicates, Angew, Chem. Internat. Edit., 2, 134-143.