YENİ NESİL ŞİŞİRİCİ GAZ HCFO VARLIĞINDA FARKLI KATALİZÖRLER KULLANILARAK SERT POLİÜRETAN KÖPÜK ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: NERGİS ÇEVİK ÇAKAN

Danışman: Hale Berber

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Sert poliüretan köpüklerin hazırlanmasında 'şişirme', 'jel' ve 'trimerizasyon' katalizörlerinin farklı kombinasyonları kullanılarak köpüğün özelliklerini optimize etmek mümkündür. Ayrıca, kullanılan şişirici ajan da köpüğün özelliklerini etkilemektedir. Geleneksel şişirici ajanlara kıyasla, düşük termal iletkenliğe sahip ve çevre dostu şişirici ajan sistemlerinin geliştirilmesi günümüzde önemli hale gelmiştir. Bu çalışmada, şişirme katalizörü N,N,N',N',N"-pentametildietilen triamin (Polycat 5), jel katalizörleri N,N-dimetilsikloheksilamin (Polycat 8) ve N,N-dimetilbenzilamin (BDMA) ve trimerizasyon katalizörleri 1,3,5-Tris[3-(dimetilamino)propil]heksahidro-1,3,5-triazin (Polycat 41), 2-(2-Hidroksietoksi)etanol (Kosmos 33) ve Potasyum formatın (TMR-25) ve bunların miktarlarının sert poliüretan köpüklerin reaksiyon profili ile morfolojik, mekanik ve termal özellikleri üzerine etkileri incelenmiş, köpüklerin sentezinde geleneksel şişirici gazlar yerine çevre dostu bir şişirici gaz olan hidroklorofloroolefin (HCFO, trans-1-kloro-3,3,3-trifloropropen) kullanılmıştır. Literatürde ilk defa bu çalışmada yeni nesil şişirici gaz HCFO varlığında üç ana katalizör türünün ve miktarının etkileri ortaya konmuştur. Şişirme katalizörünün miktarının artmasıyla ortalama hücre boyutu %25 oranında küçülerek 531 µm'den 394 µm'ye düşmüş ve termal yalıtım performansı iyileşmiştir. Jel katalizörü Polycat 8 yerine BDMA kullanıldığında ortalama hücre boyutu %20 oranında küçülerek 416 µm'den 336 µm'ye düşmüştür. Jel katalizörlerinin miktarlarının artmasıyla da daha küçük ve kapalı hücre yapıları elde edilmiş, köpüklerin termal yalıtım performansları ve mekanik dayanımları artmıştır. Trimerizasyon katalizörü Polycat 41 yerine Kosmos 33 ve TMR-25 kullanıldığında; köpüklerin açık hücre içerikleri sırasıyla ortalama %7.5 ve %13.3 oranlarında ve ortalama hücre boyutları da sırasıyla %8 ve %20 oranlarında azalmış, basma mukavemetleri ve termal yalıtım performansları artmıştır. Trimerizasyon katalizörlerinin miktarlarının artması ile çapraz bağ yoğunlukları artarak köpüklerin basma mukavemetleri ve boyutsal kararlılıkları artmıştır. Bu çalışmanın sonuçları, yeni nesil şişirici gaz HCFO varlığında sentezlenen sert poliüretan köpüklerin morfolojisi ile mekanik ve termal özelliklerinin, kullanılan katalizör türü ve miktarından etkilendiğini göstermiştir. Katalizör türü ve miktarı değiştirilerek üretilen bu köpükler, farklı hücre yapıları ve buna bağlı olarak geniş aralıkta mekanik dayanım ve termal yalıtım performansı göstermeleri ile beyaz eşya, inşaat ve otomotiv sektörlerinde kullanım potansiyeli taşımaktadırlar.