Farklı ko-ajanlar varlığında kürleştirilmiş silikon elastomerlerin özelliklerine iyonlastırıcı radyasyonun etkisi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Polimer Bilimi ve Teknolojisii A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2020
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: DAVUT AKSÜT
Danışman: Murat Şen
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tezin temel amacı, vinil-metil-polisiloksan (VMQ) ve fenil-vinil-metil-polisiloksan (PVMQ) elastomerlerinin iyonlaştırıcı radyasyona karşı kararlılığının incelenmesi ve bu elastomerlerin enerji sönümleme kapasitesinin iyonlaştırıcı radyasyonla nasıl değiştiğinin belirlenmesidir Bu amaçla kürleştirici ajan olarak peroksit ve hızlandırıcı ko-ajan olarak triallil siyanürat (TAC), triallil izosiyanürat (TAIC), çinko diakrilat (ZDA) ve çinko dimetakrilat'ın (ZDMA) kullanılarak PVMQ ve VMQ elastomer karışımları hazırlanmıştır. Farklı tipte hızlandırıcı içeren silikon karışımların pişme oranı kür kinetikleri Hareketli Kalıp Reometresi (MDR) ile incelenmiş optimum kür koşulları ve kür sıcaklığı belirlenmiştir. Kürleşme sonrası silikon elastomerler elektron demetleri ile farklı dozlarda ışınlanmıştır. İyonlaştırıcı radyasyonun çapraz bağ yoğunluğuna nasıl etki ettiği belirlemek için sol-jel analizleri yapılmıştır. PVMQ ve VMQ elastomerin sertlik değerlerinin ko-ajan tipine ve ışınlama dozuna bağlı olarak nasıl değiştiğini gözlemlemek için sertlik testleri yapılmıştır. Evrensel test cihazından elde edilen gerilim-gerinim eğrilerinden faydalanarak çapraz bağ yoğunlukları belirlenmiştir. Çapraz bağ yoğunluğu ile hızlandırıcının tipi arasındaki ilişkinin aydınlatılmasına çalışılmıştır. Farklı dozlarda ışınlanan elastomerlerin radyasyon kararlılığına kürleştirici ko-ajanların tipinin nasıl etki ettiğinin aydınlatılması amacıyla önce Evrensel Test Cihazı ile mekanik özellikleri incelenmiştir. Silikon tipinin, ko-ajan tipinin ve radyasyonun silikon elastomerlerin uzun süreli kalıcı mekanik performanslarına etkisini belirlemek amacıyla da Sıcaklık Taramalı Gerilim Durulma davranışları (TSSR) (Temperature Scanning Stress Relaxation) incelenmiştir. Bu değişkenlerin silikon elastomerlerin enerji sönümleme kapasiteleri üzerine etkisi ise evrensel test cihazı kullanılarak %50 sıkıştırmalı 10 tekrarlı döngüsel sıkıştırma testi uygulanarak elde edilen histerezi eğrileri kullanılarak aydınlatılmıştır. Yukarıda belirtilen tüm bu çalışmaların sonucunda radyasyonun termal olarak peroksit ile kürlenmiş PVMQ ve VMQ elastomerleri üzerindeki ana etkisinin çapraz bağlanma olduğu bulunmuştur. PVMQ ve VMQ elastomerleri için farklı yaklaşımlar kullanılarak hesaplanan çapraz bağ yoğunluk (ÇBY) değerleri, ko-ajanların varlığında radyasyonun çapraz bağlama etkinliğinin daha yüksek olduğunu göstermiştir. Mekanik test sonuçları iyonlaştırıcı radyasyonun elastomerlerin kopmadaki dayanım değerlerinde önemli bir değişikliğe sebep olmadığını göstermiştir. Ancak, kopmadaki uzama değerleri doz miktarına bağlı olarak azalmış, elastik modül değerleri ise tüm silikon elastomer karışımları için artmıştır. Sıcaklık taramalı gerilim durulma davranışları, radyasyonun, silikon elastomerlerin oda sıcaklığında, yüksek sıcaklıklarda ve izotermal koşullar da stres gevşeme davranışını kontrol etmek için önemli bir araç olduğunu gösterilmiştir. Ayrıca, elastomerlerinin anizotermal stres gevşeme davranışları Tip II ko-ajan içeren VMQ silikonların T50 servis sıcaklıkların da ışınlama dozunun artışıyla birlikte çok fazla değişmediği gözlenmiştir. Servis sıcaklığı VMQ elastomerlerinde ışınlama ile artma eğilimindeyken, genellikle PVMQ elastomerlerinde azalmıştır. Hızlandırıcı ko-ajanların eklenmesi bu genel eğilimi değiştirmemiştir. Enerji sönümleme kapasite değerleri incelendiğinde, ko-ajan içermeyen PVMQ elastomerlerinin enerji sönümleme kapasitelerinin VMQ elastomerinden daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Ko-ajan kullanımı ile VMQ elastomerlerinin enerji sönümleme değerini arttığı tespit edilmiştir. Tüm bu sonuçlar, silikon elastomerlerin yapısında bulunan fonksiyonel grupların veya ışınlama sonucu oluşan kimyasal yapıların, silikon elastomerlerin gevşeme davranışlarını, enerji sönümleme kapasitelerini kontrol etmek için önemli parametreler olduğunu açıkça göstermiştir. Ayrıca, silikon elastomer tipinin, bir çapraz bağlayıcı madde olarak kullanılan ko-ajan tipinin ve ışınlama dozunun, silikon elastomerlerin mekanik, gevşeme davranışları ve enerji sönümleme kapasitelerini kontrol etmek için kullanılabilecek diğer parametreler olduğu sonucuna karar verilmiştir.