PROF. DR. TEOMAN TİNÇER

A new approach to bituminous composites Bitüm karışımlarına yeni bir yaklaşım

Dolgu malzemelerinin bitüm üzerindeki iyileştirici etkileri yıllardan beri bilinmektedir. Bu çalışmada mangan dioksit, baryum sülfat, perlit ve vermikülit dolgu malzemelerinin cinsinin ve oranının bitümün morfolojik, mekanik, akışkanlık ve ses yalıtımı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Aynı zamanda, iyi mekanik ve ses yalıtım özelliklerine sahip bitüm karışımı geliştirmek amaçlanmıştır. Bitüm karışımları Brabender Plasti-Corder kullanılarak hazırlanmıştır. Karıştırma işlemi 20 dakika boyunca 60 devir/dakika ile 130 ºC de yapılmıştır. Karışımlarda kullanılan 20/30 ve 50/70 penetrasyonlu bitüm, SBS polimer ve CaO oranları sabit tutulmuştur. Dolgu malzemelerinin bitüm üzerindeki etkilerini anlamak için, CaCO3 ana dolgu malzemesi azaltılarak yerine MnO2, BaSO4, perlit ve vermikülit eklenerek yeni karışımlar oluşturulmuştur. Test sonuçlarına göre, dolgu malzemelerinin bitüm tarafından kaplandığı SEM fotoğraflarında görülmüştür. MnO2 karışımları testlerde iyi sonuçlar vermemiştir ve çok kırılgan bir yapıya sahiptirler. Perlit mekanik açıdan iyi görünse de çok akmaz bir yapıya sahip olduğundan işlenebilmesi zordur. Karışımdaki vermikülit miktarının artışı reolojik özellikleri kötü etkilemektedir. Fakat ses sönüm oranları açısından vermikülit karışımları dikkate değer bir ses yalıtımı sağlamaktadır. BaSO4 karışımları mekanik, akışkanlık ve ses yalıtım testlerinde en iyi sonuçları vermiştir.

Synthesis and characterization of a polybenzoxazine from a difunctional amine and a trifunctional phenol Çift fonksiyonlu amin ve üç fonksiyonlu fenolden polibenzoksazin sentezi ve karakterizasyonu

Bu çalışmada, ana zincirinde benzoksazin birimi içeren bir polimerin, üç fonksiyonlu fenol, çift fonksiyonlu amin ve paraformaldehit ile sentezi ve üretilen bu polimerin ısıl, mekanik, spektroskopik karakterizasyonu ile vizkozite özellikleri araştırılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, benzoksazin monomerlerinin sentezi için hızlı ve uygulanabilir bir yöntem geliştirilmiştir ki bilindiği gibi literatürde bahsedilen bazı yöntemlerin uzun süre alması ve aynı zamanda sentez aşamasında bazı karışıklıklar içermesindendir. İkinci aşamada ise, sentezlenen benzoksazin monomerlerinin ısıl pişirme yolu ile polimerizasyonu gerçekleştirilmiştir. Pişirme aşamasında, benzoksazin monomerlerinin yaklaşık 150 oC’ de halka açılım polimerizasyonu ile polimerleştikleri ve 250 oC’ den sonra da bir kez daha polimerizasyona uğradıkları gözlenmiştir. 1H NMR, 13C NMR ve FT-IR spektroskopisi analizleri sonucu benzoksazin halkasına ait olan karakteristik pikler gözlenmiştir. Bununla birlikte FT-IR analizi sonunda elde edilen spektrumlarda da bu iki olgunun varlığı görülmüştür. Benzoksazin oligomerlerinin ve bu oligomerlerden sentezlenen polimerlerin ısıl karakterizasyonları halka açılım polimerizasyonunun 110 oC den sonra başladığını ve ayrıca 230 oC’ de son bir polimerizasyon gerçekleştiğini göstermiştir ve polibenzoksazinin ısıl karakterizasyonu 270 oC civarında ikincil bir değişimi göstermiştir. Azot atmosferi altında benzoksazin oligomerlerinin 100 oC civarında bozulmaya başladıkları tespit edilmiştir ve ayrıca iki farklı ana azami ağırlık kaybı ilki 273 oC’ de ikincisi 439 oC olmak üzere gözlenmiştir. Bununla birlikte polimerin bozunumunun 260 oC civarında başladığı ve azami ağırlık kayıplarının 296 oC ve 465 oC de olduğu gözlenmiştir. Benzoksazin oligomerlerinin sentezi esnasında, reaksiyon ortamının vizkozite değişimi 30 oC de Ubbelohde Vizkometresi ile incelenmiştir. Vizkozite sonuçları reaksiyon karışımının intrinsik vizkozitesinin 50. dakikaya kadar arttığını fakat 50. dakikadan sonra muhtemel dallanma ve çapraz bağlanmadan dolayı azaldığını göstermiştir. Aynı zamanda sıkıştırma döküm ile hazırlanan polibenzoksazin filmlerinin uzamaya göre gerilme özellikleri araştırılmıştır. Test sonuçları polimer filmlerin uzamasının yeteri kadar iyi olmasına rağmen gerilme kuvvetinin oldukça az olduğunu göstermiştir.

Synthesis and characterization of polybenzoxazine Polibenzoksazin sentezi ve karakterizasyonu

Polibenzoksazin sentezi için yeni bir yöntem geliştirilmiş ve çalışma boyunca kullanılmıştır. Polibenzoksazin oligomerleri, Bisfenol-A, hekzametilendiamin ve paraformaldehidin Mannich yoğunlaşma reaksiyonu sonucu elde edilmiştir. Reaksiyonu sonlandırmaya karar vermek için reaksiyonun takibi moleküler ağırlık tayini yöntemiyle, büyüklükçe ayırma kromatografisi, yapılmıştır. Sentezlenen ürünler polibenzoksazin oligomerleridir ve bu ürünler ısıl uygulamayla polimerleştirilmiştir. Polibenzoksazin oligomerleri spektroskopik yöntemlerle karakterize edilmiş, yapı belirlenmesinde 1H-NMR ve FTIR kullanılmıştır. Polibenzoksazin ve oligomerlerinin ısıl karakterizasyonları yaklaşık 220ºC ve 260ºC’lerde iki ekzoterm göstermektedir. İlk ekzotermik tepe noktası, polimerizasyon ve ön çapraz bağlanma reaksiyonlarının bir göstergesidir. İkinci tepe noktası ise polibenzoksazin oligomerlerinin nihai polimerizasyonuyla ilgilidir. 200, 220, 225, 235ºC’lerdeki 20 dakikalık izotermal süreçlerde bu oligomerlerde önemli bir yapısal bozunma olmadığı gözlenmiştir. Mekanik özellikler polibenzoksazin filmlerde incelenmiştir. 180ºC’de ısıl işlem ile elde edilen filmler kırılma noktasında ortalama 21.04 (±3.56) MPa direç ve ortalama 2.7 (±0.93) % uzama göstermişlerdir. Young’ın modülüsü ortalama 0.93 (±0.05) GPa olarak bulunmuştur.