LİGNİN İLAVESİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİD 6/POLİAMİD 610 KOMPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Bedriye ÜÇPINAR DURMAZ, (Kocaeli Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Kocaeli, Türkiye)
Elnura ARTYKBAEVA, (Kocaeli Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Kocaeli, Türkiye)
Ayşe AYTAÇ (Kocaeli Üniversitesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Kocaeli, Türkiye)
KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi
0 0
Yıl: 2024 Cilt: 27 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 213 - 221 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17780/ksujes.1373989 İndeks Tarihi: 13-03-2024

LİGNİN İLAVESİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİD 6/POLİAMİD 610 KOMPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Öz:
Bu çalışmada PA6 ve PA610 harmanlanmış ve bu karışıma özelliklerini iyileştirmek amacı ile cam elyaf (GF) ve lignin (LL) eklenmiştir. Kompozitler ekstrüzyon ve enjeksiyon kalıplama yöntemleriyle hazırlanmış ve morfolojik, ısıl (diferansiyel taramalı kalorimetre-DSC, termogravimetrik analiz-TGA) ve yanmazlık (sınırlayıcı oksijen indeksi-LOI, dikey yanma testi-UL-94, konik kalorimetre), özellikleri incelenmiştir. GF takviyeli kompozitte iyi bir arayüzey etkileşimi ve homojen dağılım gözlenirken, LL’nin matris ile etkileşiminin zayıf olduğu görülmüştür. GF matrisin ısıl karalılığını iyileştirmiş ve kalıntı miktarını yükseltmiştir. GF/LL kompozitlerinde ise LL ısıl dayanımı düşürse de kütle kayıp hızını yavaşlatmış ve kalıntı miktarını artırmıştır. GF ve LL ilavesi ile matrisin erime noktasında belirgin bir değişim olmazken LL kristalizasyon sıcaklığını düşürmüş ve dolayısıyla matrisin kristalinitesini büyük oranda azaltmıştır. Matrisin LOI değeri ve UL-94 sınıflandırmasında GF ilavesi ile bir gelişim olmazken, LL’nin yanma süresini belirgin bir şekilde kısalttığı gözlenmiştir. PA6/PA610’a eklenen GF ve LL matrisin maksimum ısı salınım hızı, toplam ısı salınım değerlerinde önemli ölçüde düşüş sağlayarak kompozitin yanmazlık özelliğini geliştirmiştir. Sonuç olarak bu çalışma GF takviyeli PA kompozitleri için ligninin etkin bir alev geciktirici olduğunu göstermiştir.
Anahtar Kelime: Cam elyaf lignin poliamid yanmazlık

INVESTIGATION OF THE EFFECT OF LIGNIN ADITION ON THE PROPERTIES OF GLASS FIBER REINFORCED POLYAMIDE 6/POLYAMIDE 610 COMPOSITES

Öz:
In this study, PA6 and PA610 were blended and glass fiber (GF) and lignin (LL) were added to improve the properties. Composites were prepared by extrusion and injection molding and morphological, thermal (differential scanning calorimetry-DSC, thermogravimetric analysis-TGA) and flame retardancy (limiting oxygen index-LOI, vertical burning test-UL-94, cone calorimetry) properties were examined. While a good interfacial interaction and homogeneous dispersion were observed in the GF reinforced composite, the interaction of LL with the matrix was found to be weak. GF, improved the thermal stability of the matrix and increased the char residue. In GF/LL composites, although LL decreased the thermal resistance, it slowed down the mass loss and increased the char residue. While there was no significant change in the melting point of the matrix with the addition of GF and LL, LL reduced the crystallization temperature and therefore greatly reduced the crystallinity of the matrix. LOI and UL94 classification of the matrix did not change by adding GF. But LL significantly shortened the burning time. GF and LL improved the flame retardancy of the matrix by significantly reducing the total heat release and peak heat release rate values. In conclusion, this study showed that lignin is a promising flame retardant for GF reinforced PA composites.
Anahtar Kelime: Glass fiber flame retardancy lignin polyamide

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • Arboleda-Clemente, L., Ares-Pernas, A., García-Fonte, X. X., & Abad, M. J. (2016). Water sorption of PA12/PA6/MWCNT composites with a segregated conductive network: structure–property relationships. Journal of Materials Science, 51(18), 8674–8686. https://doi.org/10.1007/s10853-016-0127-x
  • Artykbaeva, E., Ucpinar Durmaz, B., Aksoy, P., & Aytac, A. (2022). Investigation of the properties of PA6/PA610 blends and glass fiber reinforced PA6/PA610 composites. Polymer Composites, 43(10), 7514–7525. https://doi.org/10.1002/pc.26840
  • Cayla, A., Rault, F., Giraud, S., Salaün, F., Sonnier, R., & Dumazert, L. (2019). Influence of ammonium polyphosphate/lignin ratio on thermal and fire behavior of biobased thermoplastic: The case of Polyamide 11. Materials, 12(7). https://doi.org/10.3390/ma12071146
  • Chen, Y., Wang, Q., Yan, W., & Tang, H. (2006). Preparation of flame retardant polyamide 6 composite with melamine cyanurate nanoparticles in situ formed in extrusion process. Polymer Degradation and Stability, 91(11), 2632–2643. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2006.05.002
  • Fabbri, F., Bischof, S., Mayr, S., Gritsch, S., Jimenez Bartolome, M., Schwaiger, N., Guebitz, G.M., & Weiss, R. (2023). The Biomodified Lignin Platform: A Review. Polymers, 15(7). https://doi.org/10.3390/polym15071694
  • Koruyucu, A., & Balaban, F. Ç. (2021). Muz kabuğu ekstraktının pamuk ve pamuk-poliester karışımlı kumaşlarda güç tutuşurluğa etkisinin incelenmesi. Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences, 24(2), 66–82.
  • Mandlekar, N., Cayla, A., Rault, F., Giraud, S., Salaün, F., Malucelli, G., & Guan, J. (2017). Thermal Stability and Fire Retardant Properties of Polyamide 11 Microcomposites Containing Different Lignins. Industrial and Engineering Chemistry Research, 56(46), 13704–13714. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.7b03085
  • Marset, D., Dolza, C., Fages, E., Gonga, E., Gutiérrez, O., Gomez-Caturla, J., Ivorra-Martinez, J., Sanchez-Nacher, L., & Quiles-Carrillo, L. (2020). The effect of halloysite nanotubes on the fire retardancy properties of partially biobased polyamide 610. Polymers, 12(12), 1–21. https://doi.org/10.3390/polym12123050
  • Moran, C. S., Barthelon, A., Pearsall, A., Mittal, V., & Dorgan, J. R. (2016). Biorenewable blends of polyamide-4,10 and polyamide-6,10. Journal of Applied Polymer Science, 133(45). https://doi.org/10.1002/app.43626
  • Nurazzi, N. M., Khalina, A., Sapuan, S. M., Ilyas, R. A., Rafiqah, S. A., & Hanafee, Z. M. (2020). Thermal properties of treated sugar palm yarn/glass fiber reinforced unsaturated polyester hybrid composites. Journal of Materials Research and Technology, 9(2), 1606–1618. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.11.086
  • Otaegi, I., Aramburu, N., Müller, A. J., & Guerrica-Echevarría, G. (2018). Novel biobased polyamide 410/polyamide 6/CNT nanocomposites. Polymers, 10(9), 1–18. https://doi.org/10.3390/polym10090986
  • Özdemir, F., & Özğan, A. O. (2023). Yumurta kabuğu içeriğinin odun plastik kompozit malzemenin yanma dayanımı üzerine etkisi. Kahramanmaras Sutcu Imam University Journal of Engineering Sciences, 26(1), 98–107.
  • Pagacz, J., Raftopoulos, K. N., Leszczyńska, A., & Pielichowski, K. (2016). Bio-polyamides based on renewable raw materials: Glass transition and crystallinity studies. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 123(2), 1225–1237. https://doi.org/10.1007/s10973-015-4929-x
  • Rajak, D. K., Wagh, P. H., & Linul, E. (2021). Manufacturing technologies of carbon/glass fiber-reinforced polymer composites and their properties: A review. Polymers, 13(21). https://doi.org/10.3390/polym13213721
  • Ruehle, D. A., Perbix, C., Castañeda, M., Dorgan, J. R., Mittal, V., Halley, P., & Martin, D. (2013). Blends of biorenewable polyamide-11 and polyamide-6,10. Polymer, 54(26), 6961–6970. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2013.10.013
  • Safari, M., Otaegi, I., Aramburu, N., Wang, Y., Liu, G., Dong, X., Wang, D., Guerrica-Echevarria, G., & Müller, A. J. (2021). Composition dependent miscibility in the crystalline state of polyamide 6 /polyamide 4,10 blends: From single to double crystalline blends. Polymer, 219(February), 123570. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2021.123570
  • Sallem-Idrissi, N., Van Velthem, P., & Sclavons, M. (2018). Fully Bio-Sourced Nylon 11/Raw Lignin Composites: Thermal and Mechanical Performances. Journal of Polymers and the Environment, 26(12), 4405–4414. https://doi.org/10.1007/s10924-018-1311-7
  • Shi, Y. (2016). Phase behavior of polyamide 6/612 blends. Plastics Engineering, 72(4), 46–49. https://doi.org/10.1002/j.1941-9635.2016.tb01515.x
  • Turkmen, E., Yetgin, S.H., & Gülesen, M. (2017). Investigation of Properties of Glass Fiber and Rubber Filled PA6 Polymer, 7575, 15–23.
  • Wang, Y., Cheng, L., Cui, X., & Guo, W. (2019). Crystallization behavior and properties of glass fiber reinforced polypropylene composites. Polymers, 11(7), 14–16. https://doi.org/10.3390/polym11071198
  • Yan, C., Yan, P., Xu, H., Liu, D., Chen, G., Cai, G., & Zhu, Y. (2022). Preparation of continuous glass fiber/polyamide 6 composites containing hexaphenoxycyclotriphosphazene: Mechanical properties, thermal stability, and flame retardancy. Polymer Composites, 43(2), 1022–1037. https://doi.org/10.1002/pc.26431
  • Zhong, Y., Liu, P., Pei, Q., Sorkin, V., Louis Commillus, A., Su, Z., Guo, T., Thitsartarn W., Lin, T., He, C., & Zhang, Y. W. (2020). Elastic properties of injection molded short glass fiber reinforced thermoplastic composites. Composite Structures, 254(April), 112850. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2020.112850 Zuhudi, N. Z. M., Lin, R. J., & Jayaraman, K. (2016). Flammability, thermal and dynamic mechanical properties of bamboo–glass hybrid composites. Journal of Thermoplastic Composite Materials, 29(9), 1210–1228. https://doi.org/10.1177/0892705714563118
APA ÜÇPINAR DURMAZ B, ARTYKBAEVA E, Aytac A (2024). LİGNİN İLAVESİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİD 6/POLİAMİD 610 KOMPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. , 213 - 221. 10.17780/ksujes.1373989
Chicago ÜÇPINAR DURMAZ BEDRİYE,ARTYKBAEVA Elnura,Aytac Ayse LİGNİN İLAVESİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİD 6/POLİAMİD 610 KOMPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. (2024): 213 - 221. 10.17780/ksujes.1373989
MLA ÜÇPINAR DURMAZ BEDRİYE,ARTYKBAEVA Elnura,Aytac Ayse LİGNİN İLAVESİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİD 6/POLİAMİD 610 KOMPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. , 2024, ss.213 - 221. 10.17780/ksujes.1373989
AMA ÜÇPINAR DURMAZ B,ARTYKBAEVA E,Aytac A LİGNİN İLAVESİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİD 6/POLİAMİD 610 KOMPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. . 2024; 213 - 221. 10.17780/ksujes.1373989
Vancouver ÜÇPINAR DURMAZ B,ARTYKBAEVA E,Aytac A LİGNİN İLAVESİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİD 6/POLİAMİD 610 KOMPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. . 2024; 213 - 221. 10.17780/ksujes.1373989
IEEE ÜÇPINAR DURMAZ B,ARTYKBAEVA E,Aytac A "LİGNİN İLAVESİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİD 6/POLİAMİD 610 KOMPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ." , ss.213 - 221, 2024. 10.17780/ksujes.1373989
ISNAD ÜÇPINAR DURMAZ, BEDRİYE vd. "LİGNİN İLAVESİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİD 6/POLİAMİD 610 KOMPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ". (2024), 213-221. https://doi.org/10.17780/ksujes.1373989
APA ÜÇPINAR DURMAZ B, ARTYKBAEVA E, Aytac A (2024). LİGNİN İLAVESİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİD 6/POLİAMİD 610 KOMPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, 27(1), 213 - 221. 10.17780/ksujes.1373989
Chicago ÜÇPINAR DURMAZ BEDRİYE,ARTYKBAEVA Elnura,Aytac Ayse LİGNİN İLAVESİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİD 6/POLİAMİD 610 KOMPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi 27, no.1 (2024): 213 - 221. 10.17780/ksujes.1373989
MLA ÜÇPINAR DURMAZ BEDRİYE,ARTYKBAEVA Elnura,Aytac Ayse LİGNİN İLAVESİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİD 6/POLİAMİD 610 KOMPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol.27, no.1, 2024, ss.213 - 221. 10.17780/ksujes.1373989
AMA ÜÇPINAR DURMAZ B,ARTYKBAEVA E,Aytac A LİGNİN İLAVESİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİD 6/POLİAMİD 610 KOMPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2024; 27(1): 213 - 221. 10.17780/ksujes.1373989
Vancouver ÜÇPINAR DURMAZ B,ARTYKBAEVA E,Aytac A LİGNİN İLAVESİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİD 6/POLİAMİD 610 KOMPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ. KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2024; 27(1): 213 - 221. 10.17780/ksujes.1373989
IEEE ÜÇPINAR DURMAZ B,ARTYKBAEVA E,Aytac A "LİGNİN İLAVESİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİD 6/POLİAMİD 610 KOMPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ." KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, 27, ss.213 - 221, 2024. 10.17780/ksujes.1373989
ISNAD ÜÇPINAR DURMAZ, BEDRİYE vd. "LİGNİN İLAVESİNİN CAM ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİD 6/POLİAMİD 610 KOMPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİNE ETKİSİNİN İNCELENMESİ". KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi 27/1 (2024), 213-221. https://doi.org/10.17780/ksujes.1373989
Sayfa Oluşturulma Tarihi
08-05-2024 5:9

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları