PMMA / mikroküre / montmorillonite nanokompozit ve PMMA / mikroküre/halloysite nanokompozitin atom transfer radikal polimerizasyon tekniği ile üretilmesi ve mekanik özelliklerinin karşılaştırmalı olarak incelenmesi

PMMA polimere kendini onarma özelliği kazandırmak amacıyla, polimer solisyonu içine üç farklı konsantrasyonda (1, 3,5% Wt.) Mikro Küreler (MK), eklenmiştir. Formaldehyd reçine duvarlı MK’lerin içi, kendini onarma sıvısı olarakkullanılan, Gliseril Metakrilat (GMA) dolu olarak üretilmiştir. MK’ lerin 1% wt. oranında PMMA solüsyonuna eklenerekPMMA/MK kompozitin üretilmesinin bu kompozitin mekanik özelliklerini geliştirdiği tespit edilmiştir. Bu amaçla,nanotüp ve nanolevha olmak üzere, iki farklı kil nanopartikül, PMMA/MK yapıya takviye edilmiştir. Atom TransferRadikal Polimerizasyonu (ATRP) yöntemi ile canlı PMMA/MK/HNTs ve PMMA/MK/MMT nanokompozitlerin üretimisağlanmıştır. Mekanik özelliklerde oluşan değişimleri incelemek amacıyla, PMMA/MK yapıya, 1, 3, 5% Wt. olmak üzere,üç farklı konsantrasyonda, Halloysite kil nanotüp (HNTs) ve Montmorillonit kil nanolevha (MMT) takviyesi yapılmıştır.Nanokil takviyeli PMMA/MK nanokompozitde, dışardan gelen çevresel faktörler nedeniyle oluşan mekanik hasarardından, polimer nanokompozitin, kendini onarması sağlanmıştır. Shore D sertlik deneyi, çentiksiz Izod darbe deneyi, 3-nokta eğme deneyi ve basma deneyi standartlarının gerektirdiği geometriye uygun şekilde, nanokompozit örneklerüretilmiştir. PMMA/MK/HNTS ve PMMA/MK/MMT nanokompozit örneklerin, mekanik özelliklerinde oluşandeğişimler, PMMA polimerin mekanik özelliklerinde oluşan değişimler ile karşılaştırılmıştır. Nanokompozitin, oluşanhasarı onararak, ilk haline dönmesini sağlamak için, mikroküreler kullanılmıştır. Mekanik hasar ardından oluşan, kendinionarma işlemi sonrasında, nanokompozit örneklerin eğme dayanımındaki değişim mukayeseli olarak incelenmiştir.

Production of PMMA/microsphere/ montmorillonite nanocomposite, PMMA / microsphere / halloysite nanocomposite by atom transfer radical polymerization technique and comparison of mechanical properties

To give the PMMA polymer self-repairing properties microspheres (MK) were added into the polymer solution at three different concentrations (1, 3, 5% Wt.). Formaldehyd resin-walled MKs are manufactured with Glycidyl Methacrylate (GMA), which is used as self-healing agent. For ease of production, 1% wt. were added to PMMA solution for produce PMMA / MK / nanoclay nanocomposites. In order to improve the mechanical properties of the PMMA / MK composite, two different clay nanoparticles, nanotubes and nanoplates, were reinforced into the PMMA / MK structure. Production of live PMMA / MK / HNTs and PMMA / MK / MMT nanocomposites was achieved by Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) method. In order to investigate the changes in mechanical properties reinforcement were made at three different concentrations. PMMA / MK structure was reinforced by 1, 3, 5% Wt. Halloysite clay nanotubes (HNTs) and montmorillonite clay nanoplates (MMT). In the nanoclay-reinforced PMMA / MK nanocomposite, after the mechanical damage caused by external environmental factors, the polymer nanocomposite was tried to be restored to the original state by self-healing. Nanocomposite specimens were produced in accordance with the geometry required by the Shore D hardness test, the notched Izod impact test, the 3-point bending test and the compression test standards. Changes in mechanical properties of PMMA / MK / HNTS and PMMA / MK / MMT nanocomposite samples were compared with changes in mechanical properties of PMMA polymer. The change in flexural strength of nanocomposite specimens was investigated after self-healing from mechanical damage.

___

  • 1. Ajayan P.M., Schadler L.S., Braun, P.V., Nanocomposiste Science and Technology, Wiley-VCH, Weinheim, 2003.
  • 2. Muller A.H.E. ve Matyjaszewski K., Controlled and Living Polymerizations, Chemistry, Wiley-VCH, Weinheim, 2009.
  • 3. Barsoum R.S. ve Dudt P.J., The Fascinating Behaviours of Ordinary Materials under Dynamic Conditions, The AMMTIAC Quarterly, 4 (4), 11–14, 2007.
  • 4. Zhang M.Q. ve Rong M.Z., Self-healing polymers and polymer composites, Wiley, 409-416, 2011.
  • 5. Yang Y. ve Urban M.W., Chemical Society Reviews 42, 7446-7467, 2013.
  • 6. Syrett J.A., Becer C.R., Haddleton, D.M., Polymer Chemistry, 1, 978-987, 2010.
  • 7. Ghosh S.K., Self-healing materials: fundamentals, design strategies and applications, John Wiley & Sons, Weinheim, 2009.
  • 8. Syrett J.A., Becer C.R., Haddleton D.M., Polymer Chemistry, 1, 978-987, 2010.
  • 9. White S.R., Sottos N.R., Geubelle P.H. Moore J.S., Kessler M.R. , Sriram S.R. , Brown E.N., Viswanathan S., Autonomic healing of polymer composites, Nature, 409, 794-797, 2001.
  • 10. Leng J. ve LauKin-Tak A., Multifunctional Polymer Nanocomposites, CRC Press, Boca Raton, 2011.
  • 11. Wenbo W., Elshad A., Anne H., David M., Yuri M. L., Clay Nanotube/Poly(methyl methacrylate) Bone Cement Composites with Sustained Antibiotic Release, Macromol. Mater. Eng., 297, 645–653, 2012.
  • 12. Elshad A. ve Yuri L., Halloysite clay nanotubes as a ceramic “skeleton” for functional biopolymer composites with sustained drug release, J. Mater. Chem. B, 1, 2894–2903, 2013.
  • 13. Jui-Ming Y., Shir-Joe L., Ching-Yi L., Chiao-Yu C., Ya-Wen C., Anticorrosively Enhanced PMMA-Clay Nanocomposite Materials with Quaternary Alkylphosphonium Salt as an Intercalating Agent, Chemistry of Materials, Chem. Mater., 14, 154-161, 2002.
  • 14. Xiongwei Q., Tonghua G., Guodong L., Qingyan S., Liucheng Z., Preparation, Structural Characterization, and Properties of Poly(methyl methacrylate)/Montmorillonite Nanocomposites by Bulk Polymerization, Journal of Applied Polymer Science, 97, 348–357, 2005.
  • 15. Sigma Aldrich, Nanoclay, http: // www. sigmaaldrich. com/ technical-documents/articles/materialsscience/nanomaterials/nano-minerals-nanoclays.html. Yayın Tarihi. Eylül 24, 2017.
  • 16. Bel T., Baydogan N., Cimenoglu H., Chapter 18, Effect of Curing Time on Poly(methacrylate) Living Polymer, Energy Systems and Management, Springer, Switzerland, 193-198, 2015.
  • 17. Bel T., N. Baydogan, H. Cimenoglu, Effect of Curing Ambient on Poly (Methacrylate) Living Polymer, International Journal of Mechanical and Production Engineering, 2 (3), 55-57, 2014.
  • 18. Bel T., Muhammettursun M., Ulag S., BaDughaish M., Yahya N., Cimenoglu H., Baydogan N., Preparation and Characterızatıon of PMMA/Graphene Nanoplatelets Polymer Nanocomposıte, 13th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids - DSL2017, Mass Transfer, Heat Transfer, Microstructure & Properties, Nanodiffusion & Nanostructured Materials, Alternative Energy, Vienna, Austria, 103-104, 26-30 June, 2017.
  • 19. Bel T., Cakar H., Muhammettursun M., Ulag S., BaDughaish M., Yahya N., Cimenoglu H., Baydogan N., Investigation of the Bubble Effect in Lightweight PMMA Polymer, 13th International Conference on Diffusion in Solids and Liquids - DSL2017, Mass Transfer, Heat Transfer, Microstructure & Properties, Nanodiffusion & Nanostructured Materials, Alternative Energy, Vienna, Austria,101-102, 26-30 June, 2017.
  • 20. Bel T., Ulku G., Kizilcan N., Cimenoglu H., Yahya N., and Baydogan N., Production of microencapsulate glycidyl methacrylate with melamine formaldehyde resin shell materials, 4th Internatıonal Conference On Fundamental and Applied Sciences (ICFAS2016), Kuala Lumpur, Malaysia, August 15-17, 2016.
  • 21. Zhang H.P., Zhang P., Li Z.H., Sun M., Wu Y.P., A novel sandwiched membrane as polymer electrolyte for lithium ion battery, Electrochemistry Communications, 9 (7), 1700-1703, 2007.
  • 22. Elashmawi I.S. ve Hakeem N.A., Effect of PMMA addition on characterization and morphology of PVDF. Polymer Engineering & Science, 48 (5), 895-901, 2008.
  • 23. Huth F., Govyadinov A., Amarie S., Nuansing W., Keilmann F. and Hillenbrand R., Nano-FTIR Absorption Spectroscopy of Molecular Fingerprints at 20 nm Spatial Resolution, Nano Letters, 12 (8), 3973- 3978, 2012.
  • 24. Namouchi F., Smaoui H., Fourati N., Zerrouki C., Guermazi H., Bonnet J.J., Investigation on electrical properties of thermally aged PMMA by combined use of FTIR and impedance spectroscopies, Journal of Alloys and Compounds, 469 (1–2), 197-202, 2009
  • 25. Rajendran S. ve Uma T., Lithium ion conduction in PVC–LiBF4 electrolytes gelled with PMMA, Journal of Power Sources, 88 (2), 282-285, 2000.
  • 26. Ramesh S. ve Ang G.P., Impedance and FTIR studies on plasticized PMMA–LiN(CF3SO2)2 nanocomposite polymer electrolytes, Ionics, 16 (5), 465-473, 2010.
  • 27. Ramesh S., Leen K.H., Kumutha K., Arof A.K., FTIR studies of PVC/PMMA blend based polymer electrolytes, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 66 (4–5), 1237-1242, 2007.
  • 1. Yang Y. ve Y. Dan, Preparation of PMMA/SiO2 composite particles via emulsion polymerization. Colloid and Polymer Science, 281 (8), 794-799, 2003.
  • 2. Orman F. ve Altınten A., Temperature controlled synthesis of polystyrene/clay nanocomposites and their characterizations, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 32 (2), 303-312, 2017.
  • 3. Li B. ve Zhong W-H., Review on polymer/graphite nanoplatelet nanocomposites, Journal of Materials Science, 46, 5595-5614, 2011.
  • 4. Bilgili Z.E., Salamcı E., Asan A., Ünal R., Valov R., Investigation of corrosion behaviour of porous powder metallurgy parts electrochemically coated with diamond nano particles modified chromium, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 31 (3), 579-587, 2016.
  • 5. Zhang L-Y. ve Zhang Y-F., In situ fast polymerization of graphene nanosheets-filled poly (methyl methacrylate) nanocomposites, Journal of Applied Polymer Science, 43423, 1-7, 2016.
  • 6. Al-Saadi T.M. ve Jihad, M.A., Preparation and Characterization of Graphene/PMMA Composite, International Journal of Advanced Research in Science Engineering and Technology, 2 (10), 902-909, 2015.
  • 7. Aydogan B., Usta N., Investigation the effects of nanoclay and intumescent flame retardant additions on thermal and fire behaviour of rigid polyurethane foams, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 30 (1) 9-18, 2015.
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-1884
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1986
  • Yayıncı: Oğuzhan YILMAZ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Pamuk yağı metil esteri-eurodizel yakıt karışımlarının direkt püskürtmeli bir dizel motorunun yanma, performans ve emisyon karakteristiklerine etkisi

Ahmet KESKİN

Sodyum aljinat/poli(etilen glikol) karışımların karışabilirliğinin bulanık sistemlerle tahmini

Dilek İMREN KOÇ, Nisa ÖZEL ERGÜN, Mehmet Levent KOÇ

Farklı trafik, zemin, malzeme ve iklim koşulları için mekanistik-ampirik (M-E) yöntemle tasarlanan derzli donatısız rijit üstyapı sistemlerinin karşılaştırılması

Hande İşık ÖZTÜRK, Emine Bilge TAN, Emin ŞENGÜN, İsmail Özgür YAMAN

İş sağlığı ve güvenliği problemlerinin çözümünde Fine-Kinney ve gia yöntemlerinin entegrasyonu

Metin ERSOY, Mustafa Yavuz ÇELİK, Liyaddin YEŞİLKAYA, Osman ÇOLAK

Çok bileşenli kurşunsuz alaşımlara eşlik eden termodinamik özelliklerin belirlenmesi

Hüseyin ARSLAN, Ali DOGAN

Hegzaklorosiklohegzan izomerlerinin metal oksit varlığında gezegen hareketli bilyalı değirmen kullanılarak mekanokimyasal deklorinasyonu

Volkan PELİTLİ, Uğur KURT, Oltan CANLI

Dikdörtgen payandalı yüksek yığma duvarların düzlem dışı deprem dayanımlarının yaklaşık hesabı

Rabia İZOL, M. Arif GÜREL, Recep Kadir PEKGÖKGÖZ, Fatih AVCİL

Kablosuz sensör ağlarda dv-hop tabanlı iç konumlandırma yöntemlerinin incelenmesi kıyaslanması ve K-means++ kümeleme yöntemi ile yeni yaklaşım

Muhammed Ali AYDIN, Merve KANMAZ

HEVC üzerinde düşük Bit-Derinliğine sahip hareket kestirim yöntemlerinin başarımlarının değerlendirilmesi

Ramazan DUVAR, Ayhan KÜÇÜKMANİSA, Orhan AKBULUT, Aysun TAŞYAPI ÇELEBİ, Oğuzhan URHAN

GMACA ile hareket tespiti yapılan video görüntülerde insan hareketlerinin tanınması

Serkan PELDEK, Yaşar BECERİKLİ