Moleküler Modifikasyon ile Termal Dayanımı Artırılmış Nanokompozit Polietilen Tereftalat Polimeri Sentezi

Abstract

Polietilen tereftalat (PET) polimerleri, yüksek bariyer özellikleri, kolay taşınabilirlik ve işlenebilirlik gibi avantajlarıyla gıda ve diğer sektörlerde önemli bir yere sahiptir. Son on yılda üretim kapasitesinin artmasıyla birlikte dünya genelinde popüler hale gelmiştir. Ancak, PET polimerinin en büyük sorunu, yüksek sıcaklıklarda ısısal deformasyon göstermesidir. Bu çalışmada, PET’in ısısal dayanımını artırmak amacıyla moleküler inorganik yapılar hem sentez sonrası hem de sentez esnasında sisteme eklenmiştir. Kullanılan inorganik yapılar genellikle silisyum bazlı polimerik ve dayanıklı malzemelerdir. TEOS (tetraetoksisilan) ve metal silikat (sodyum silikat) yapıları, PET sentezi sırasında kimyasal davranışları ve ısısal dayanımı artırmak için sisteme dahil edilmiştir. Çalışmada, PET sentezi esnasında geri kazanım ve baştan sentez yöntemlerinin hangisinin daha dayanıklı olduğu ve ısısal dayanım sağladığı metodik olarak incelenmiştir. Bu amaçla, tereftalik asit, etilen glikol ve silisyum katkı maddesi bileşenleri, farklı sistematik oranlarla bir araya getirilerek yeni bir nanokompozit PET üretilmiştir. SEM ve FT-IR incelemeleri, yüzeyde değişiklikler olduğunu göstermiştir. XPS analizi ve EX haritalaması, silisyum katkısının homojen bir şekilde dağıldığını ortaya koymuştur. TG-DTA analizleri ise ısısal davranışların istenilen biçimde modifiye edilebildiğini göstermiştir.

Polyethylene terephthalate (PET) polymers hold an important place in food and other sectors due to their high barrier properties, easy transportability, and processability. Over the past decade, their production capacity has increased, making them popular worldwide. However, the biggest problem with PET polymers is that they exhibit thermal deformation at high temperatures. In this study, molecular inorganic structures were added to the system both after synthesis and during synthesis to enhance the thermal resistance of PET. These inorganic structures are generally silicon-based polymeric and durable materials. Tetraethoxysilane (TEOS) and metal silicate (sodium silicate) structures were incorporated into the PET synthesis to improve the chemical behavior and thermal resistance of the structure. The study methodically examined which of the recovery and de novo synthesis methods is more durable and provides thermal resistance during the synthesis of PET. For this purpose, the components (terephthalic acid, ethylene glycol, and silicon additive) were combined using different systematic ratios to produce a new nanocomposite PET. SEM and FT-IR examinations showed that the surface exhibited changes, while XPS analysis and EX mapping demonstrated that the silicon additive could be distributed homogeneously. TG-DTA analyses indicated that the thermal behaviors could be modified as desired.