THE IMPROVEMENT OF POLYSTYRENE SURFACE PROPERTIES WITH UV CURING HYBRID SOL METHOD

Abstract

Polystyrene (PS) quickly turns yellow when exposed to UV light in the atmosphere and gradually undergoes embrittlement. For this reason, UV curing sol gel coating works are continuing rapidly in order to improve the properties of PS. In this study, it is aimed to develop UV-curable hybrid sol gel coating to improve the surface properties of PS against chemical degradation problem. Color and gloss measurements, hardness, FT-IR and SEM analysis were performed before and after the yellowing test for the original and UV curable hybrid sol gel coated PS plates. As a result, the surface properties of PS plates coated with hybrid sol-gel prepared using 0.5 g of Al2O3 inorganic compound were showed a significant improvement.

Keywords

• Polystyrene,UV curing,Hybrid sol gel,Inorganic compounds

UV KÜRLENDİRİLMİŞ HİBRİD SOL JEL YÖNTEMİYLE POLİSTİREN YÜZEY ÖZELLİKLERİNİN İYİLEŞTİRİLMESİ

Abstract

Polistiren (PS) atmosfer ortamında UV ışığına maruz bırakıldığında hızlı bir şekilde sararır ve kademeli olarak gevrekleşmeye uğrar. Bundan dolayı PS’nin özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla UV kürlendirme sol gel kaplama alanında çalışmalar hızla devam etmektedir. Bu çalışmada kimyasal bozunma problemine karşı PS yüzey özelliklerini iyileştirmek amacıyla UV ile kürlenebilen hibrit sol jel kaplamasının geliştirilmesi amaçlanmıştır. Orijinal ve UV ile kürlendirilmiş hibrit sol jel kaplanmış PS plakaların sararma testi öncesi ve sonrasında renk ve parlaklık ölçümleri, sertlik, FT-IR ve SEM analizleri gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak 0,5 g Al2O3 inorganik bileşiği kullanılarak hazırlanmış hibrid sol-jel ile kaplanmış PS plakaların yüzey özelliklerinin önemli ölçüde iyileştiği gözlenmiştir.

Keywords

• Polistiren,UV kürlendirme,Hibrit sol jel,İnorganik bileşikler

References

1. Balbay, S., Acıkgoz, C., 2017. Influence of Silane on The Structure of Polystyrene Prepared by Sol-Gel Coatings via UV Curing, International conference on advances in energy systems and environmental engineering (ASEE17), Wroclaw/Polonya, 2-5.07.2017
2. Chattopadhyay, D.K., Zakula, A.D., Webster, D.C., 2009. Organic–inorganic hybrid coatings prepared from glycidyl carbamate resin, 3-aminopropyl trimethoxy silane and tetraethoxyorthosilicate, doi:10.1016/j.porgcoat.2008.09.008
3. Çetisli, F., 2013, Ömrünü Tamamlamış Lastiklerin Pirolizi, Yüksek Lisans tezi, Gazi Üniversitesi. Ankara
4. Demirer, H., Kartal, İ., Çakir, M., 2017. Improvement of the Surface Properties of Polystyrene Sheets via UV Curable Organic-Inorganic Hybrid Coatings, ACTA PHYSICA POLONICA A, Vol 31, No 3, DOI: 10.12693/APhysPolA.131.555
5. Deng, T-S.,Bongard, H-J., Marlow, F., 2015. A one-step method to coat polystyrene particles with an organo-silica shell and their functionalization, Materials Chemistry and Physics, 162, 548-554, https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2015.06.027
6. Feng Y, Ning B, Su P, Wang H, Wang C, Chen F, Gao Z., 2009. An immunoassayforbisphenol A based on directhaptenconjugationtothepolystyrenesurface of microtiterplates, Talanta, 80(2), 803-8. doi: 10.1016/j.talanta.2009.07.070.
7. Güler, D., 2012. Silis Kumu, Feldspat Ve Tetraetilortosilikattan Sol Jel Yöntemi İle Silika Aerojel Sentezi ve Karakterizasyonu, Yüksek Lisans Tezi. Gazi Üniversitesi, Ankara.
8. ISO 2813, Paints and varnishes — Determination of gloss value at 20°, 60° and 85°, 4. Baskı, 01.10.2014

9. Karatas, S., Hosgör, Z., Kayaman-Apohan, N., Güngör, A., 2009. Preparation and characterization of phosphine oxide containing organosilica hybrid coatings by photopolymerization and sol–gel process, Progress in Organic Coatings, 65, 49-55, doi:10.1016/j.porgcoat.2008.09.022
10. Khezri,K., Mahdavi, H., 2016. Polystyrene-silica aerogel nanocomposites by in situ simultaneous reverse and normal initiation technique for ATRP, Microporous and Mesoporous Materials, 228, 132-140, https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2016.03.022
11. OChemOnline. 2011. Infrared spectroscopy absorption table http://www.ochemonline.com/Infrared_spectroscopy_absorption_table
12. Özcan, A., 2008. Kâğıt Yüzey Pürüzlülüğünün L*a*b* Değerleri Üzerine Etkisinin Belirlenmesi, İstanbul Ticaret Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Yıl:7 Sayı:14 Güz 2008/2 s.53-61, https://ticaret.edu.tr/uploads/Kutuphane/dergi/f14/53_61.pdf
13. Peerakiatkhajorn, P., Chawengkijwanich, C., Onreabroy, W., Chiarakorn, S., 2012. Novel Photocatalytic Ag/TiO2 Thin Film on Polyvinyl Chloride for gaseous BTEX Treatment, Materials Science Forum Vol. 712 (2012) pp 133-145, doi:10.4028/www.scientific.net/MSF.712.133
14. Rabie ST, Mahran AM, Kamel EM, Abdel Hamid NH, 2008. Photodegradation of polystyrene stabilized with uracil derivative. Journal of applied sciences research 4(12):2015–2026
15. Sarıcı Özdemir, C., 2008, Çeşitli polimerik temelli atıklardan yüksek yüzey alanlı aktif karbon eldesi, karakterizasyonu ve uygulama alanları, Doktora tezi, İnönü Üniversitesi. Malatya
16. Sepeur, S.,Kunze, N., Werner, B., Schmidt, H., 2010. UV curable hard coatings on plastics, http://scidok.sulb.uni-saarland.de/volltexte/2010/2968/pdf/sm199938.pdf
17. Tiryaki, B., 2013. Selüloz, hemiselüloz ve ligninden aktif karbon üretimi, Yüksek lisans tezi, Ankara Üniversitesi. Ankara
18. Wouters, M.E.L., Wolfs, D.P., Van Der Linde, M.C., Hovens, J.H.P., Tinnemans, A.H.A., 2004. Transparent UV curable antistatic hybrid coatings on polycarbonate prepared by the sol–gel method, Progress in Organic Coatings, 51, 312–320, doi:10.1016/j.porgcoat.2004.07.020
19. Yousif, E., Haddad, R., 2017. Photodegradation and photostabilization of polymers, especially polystyrene: review, SpringerPlus 2013, 2:398, http://www.springerplus.com/content/2/1/398