Polipropilen Blendlerinin Non-İzotermal Bozunma Kinetiği

Abstract

Bu çalışmada oksidatif polimerizasyon yöntemi ile sentezlenmiş olan sulfoaminonaftol polimerinin (6-amino-4-hidroksi-2-naftalensülfonik asit, PSAN) polipropilen ile twin-screw microextruder’de çeşitli blendleri hazırlandı. Hazırlanan blendlerin ısısal kararlılıkları ve katı hal bozunma kinetikleri incelendi. Tüm blendlerin termogramları tek basamaklı bir bozunma reaksiyonu sergiledi. Bununla birlikte ilave PSAN katkı polimerinin miktarı artıkça PSAN/polipropilen blendlerinin bozunmaya başlama sıcaklık değerlerinin yükseldiği ve termal karalılığının artığı görüldü. Aynı zamanda PSAN/polipropilen blendlerinin farklı ısıtma hızlarında elde edilen DTG termogramları, maksimum reaksiyon hızına karşılık gelen sıcaklık değerlerinin ısıtma hızıyla doğru orantılı olduğunu gösterdi. PSAN/polipropilen blendlerinin ısısal katı hal bozunma kinetiklerinin hesaplanmasında integral yöntemlerden Wanjun-Yuwen-Hen-Cunxin  (WHYC), Madhusudanan-Krishnan-Ninan  (MKN) ve Coats ve Redfern (CR), diferansiyel yöntemlerden Horowitz-Metzger (HM) ve van Krevelen (vK) ve fark diferansiyel yöntemlerden MacCallum-Tanner (MC) yöntemi kullanıldı. Kinetik hesaplamalar PSAN/polipropilen blendlerinin ısısal olarak bozunmaya başlaması için gerekli olan aktivasyon enerjisinin, blendlerdeki PSAN polimerinin % miktarına bağlı olduğunu gösterdi. Termodinamik parametreler ise bozunma reaksiyonunun normalden daha hızlı gerçekleştiğini açığa çıkardı.

Keywords

• Polipropilen,katı hal bozunma kinetiği,aktivasyon enerjisi,Polypropylene,solid state decomposition kinetic,activation energy

References

1. Şirin, K.; Yavuz, M.; Çanlı, M. The Influence of Dilauroyl Peroxide on Mechanical and Thermal Properties of Different Polypropylene Matrices. Polymer (Korea), 2015; 39(2), 1-10 [2] Şirin, K.; Doğan, F.; Çanlı, M.; Yavuz M. Mechanical properties of polypropylene (PP)+high-density polyethylene (HDPE) binary blends: Non-isothermal degradation kinetics of PP + HDPE (80/20) Blends. Polymers for Advanced Technologies 2013; 24(8), 715-722. [3] Doğan, F.; Şirin, K.; Kaya, İ. Balcan M.; The İnfluence of CaCO3 Filler Component on Thermal Decomposition Process of PP/LDPE/ DAP Ternary Blend, Polymers for Advanced Technologies, 2009, DOI: 10.1002/pat.1461
2. [4] Sirin, K.; Çengel, Ö.; Canli, M. Thermal and Mechanical Properties of LDPE by The Effects of Organic Peroxides: Mechanical Properties of LDPE , Polymers for Advanced Technologies, 2017, DOI: 10.1002/pat.3992 [5] Zsoldos, G.; Kollár, M. Structural Analysis of Polyolefin-Poly(Methyl Methacrylate) Blends, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2014; 119(1):63-72
3. [6] Contat-Rodrigo, L.; Amparo, R.G.; Imrie, C. Thermal Analysis of High-Density Polyethylene and Low-Density Polyethylene with Enhanced Biodegradability, Journal of Applied Polymer Science, 2002; 86(3):764-772
4. [7] Schartel, B.; Braun, U.; Schwarz, U.; Reinemann, S. Fire Retardancy of Polypropylene/flax Blends, Polymer, 2003; 44:6241-6250. [8] Cai, Q.; Wei, F.; Huang, S.; Lin, F.; Chen, W. G. Thermal Stability, Latent Heat and Flame Retardant Properties of The Thermal Energy Storage Phase Change Materials Based on Paraffin/High Density Polyethylene Composites. Renewable Energy 2009; 34:2117-2123.
5. [9] Doğan, F.; Temizkan, K.; Kaya, İ. Regioselective Synthesis of Polygamma (g) acid, RSC Advances, 2015; 5, 53369
6. [10] Doğan, F. Elektro-Aktif Flüoresant Polimerlerin Poliolefin Temelli Malzemelerde Antistatik Materyal Olarak Kullanımı, TUBİTAK-KBAK Projesi, 2016; Proje No.113Z587
7. [11] Flynn, J.; Wall, L. A Quick, Direct Method for The Determination of Activation Energy from Thermogravimetric Data, Journal of Polymer Science Part B: Polymer Letter,. 1966; 4, 323–328.
8. [12] Doğan, F. Termogravimetrik Verilerin Kinetik Analiz Yöntemlerine İlişkin Bilgisayar Programı Geliştirilmesi ve Polimerlerin Isısal Degradasyon ve Bozunma Kinetiğine Uygulanması, Doktora Tezi, 2006; Ege Üniversitesi, Izmir, Turkiye,

9. [13] Coats, A.W.; Redfern, J.P. Kinetics Parameters from Thermogravimetric Data, Nature, 1964; 201,68-69
10. [14] Doyle, D. C. Synthesis and Evaluation of Thermally Stable Polymers. II. Polymer Evaluation, Journal of Applied Polymer Science, 1961; 5, 285
11. [15] Maccallum, J.R.; Tanner, J. Derivation of Rate Equations Used in Thermogravimetry, Nature, 1970 ; 225(5238), 1127-1128
12. [16] Horowitz, H.H.; Metzger, G. Interpretation of Thermogravimetric Traces, Fuel, 1963; 42(5), 418-420.
13. [17] van Krevelen, D.W.; van Heerden, C.; Huntjons, F. Physicochemical Aspects of the Pyrolysis of Coal and Related Organic Compounds, Fuel, 1951; 30, 253-259
14. [18] Wanjun, T.; Yuwen, L.; Hen, Z.; Cunxin, W. New Approximate Formula for Arrhenius Temperature İntegral, Thermochimica Acta, 2003; 408 (1-2), 39-43
15. [19] Madhusudanan, P.M.; Krıshnan, K, K.; Ninan, N. New Equations for Kinetic Analysis of Non-İsothermal Reactions, Thermochimica Acta, 1993; 221 (1), 13-21.
16. [20] Doğan, F.; Ulusoy, M.; Ozturk, O. F.; Kaya, I.; Salih, B. N,N’-Bıs(3,5-di-t-butylsalıcylıdeneımıne)propanediamine and Its Some Tetradentate Schiff Base Complexes, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2009; 96, 267.
17. [21] Doğan, F.; Dayan, O.; Yürekli, M.; Çetinkaya, B. Thermal Study of Ruthenium(ıı) Complexes Containing Pyridine-2,6-Diimines, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 2008; 91, 943.
18. [22] Doğan, F.; Gülcemal, S.; Yürekli, M.; Çetinkaya, B. Thermal Analysis Study of Imidazolinium and Some Benzimidazolium Salts by Tg, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2008; 91, 395.
19. [23] Vyazovkin, S.; Modification of The İntegral İsoconversional Method to Account for Variation in The Activation Energy, Journal of Computional Chemistry. 2001; 22, 178–183.
20. [24] Allan, J.R.; Bonner, J.G.; Gerrard, D.L.; Bırnıe, J. Structural Characterisation and Thermal Analysis Studies of The Compounds of Manganese(II), Cobalt(II), Nickel(II), Copper(II) And Zinc(II) with Poly(Crylic Acid), Thermochimica Acta, 1991; 185 (2), 295-302.