ABSTRACT IMPACT MODIFIED POLY(ETHYLENETEREPHTHALATE)-ORGANOCLAY NANOCOMPOSITES Alyamaç, Elif M.S., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof. Dr. Ülkü YILMAZER July 2004, 113 pages This study was conducted to investigate the effects of component concentrations and addition order of the components, on the final properties of ternary nanocomposites composed of poly(ethylene terephthalate), organoclay, and an ethylene/methyl acrylate/glycidyl methacylate (E-MA-GMA) terpolymer acting as an impact modifier for PET. In this context, first, the optimum amount of the impact modifier was determined by melt compounding binary PET-terpolymer blends in a corotating twin-screw extruder. The amount of the impact modifier (5 wt. %) resulting in the highest Young's modulus and reasonable elongation at break was selected owing to its balanced mechanical properties. Thereafter, by using 5 wt. % terpolymer content, the effects of organically modified clay concentration and addition order of the components on ternary nanocomposites were systematically investigated. Mechanical testing revealed that different addition orders of the materials significantly affected mechanical properties. Among the investigated addition orders, the best sequence of component addition (PI-C) was the one in which poly(ethylene terephthalate) was first compounded with E-MA-GMA. Later, this ivmixture was compounded with the organoclay in the subsequent run. Young's modulus of not extruded pure PET increased by 67% in samples with 5 wt. % E- MA-GMA plus 5 wt. % clay loading. The highest percent elongation at break was obtained as 300%, for the addition order of PI-C, with 1 wt. % clay content, which is nearly 50 fold higher than that obtained for pure PET. In X-ray diffraction analysis, extensive layer separation associated with delamination of the original clay structure occurred in PI-C and CI-P sequences with both 1 and 3 wt. % clay contents. X-ray diffraction patterns showed that, at these conditions exfoliated structures resulted as indicated by the disappearence of any peaks due to the diffraction within the consecutive clay layers. Keywords: poly(ethylene terephthalate), impact modification, organoclay, nanocomposites, extrusion

oz DARBE DAYANIMI İYİLEŞTİRİLMİŞ PO LI ETİLEN TEREFTALAT- ORGANİK KİL NANOKOMPOZİTLERİ Alyamaç, Elif Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Ülkü Yıl mazer Temmuz 2004, 113 sayfa Bu çalışma, amorf polietilen tereftalat (PET), organik kil ve PET için darbe iyileştirici olarak davranan etilen/metil akrilat/glisidil metakrilat (E-MA-GMA) terpolimerinden oluşan üçlü nanokompozit sistemlerinin özelliklerine, bileşen konsantrasyonlarının ve bileşen ekleme sırasının etkisini incelemek amacıyla yürütülmüştür. Bu çerçevede, ilk olarak, aynı yönde dönen çift vidalı ekstrüderde PET ve darbe iyileştiricin sistemler eriyik halde karıştırılarak, en uygun darbe iyileştirici miktarı belirlenmiştir. Young modülü yüksek, kopmadaki uzama değeri makul olan darbe iyileştirici miktarı (ağırlıkça %5) dengeli mekanik özelliklerinden dolayı seçilmiştir. Daha sonra, organik kil miktarı ve bileşenlerin ekleme sırasının, ağırlıkça %5 darbe iyileştirici içeren, üçlü nanokompozit sistemleri üzerindeki etkisi sistematik olarak incelenmiştir. Mekanik testler, malzemelerin ekleme sırasının mekanik özellikleri büyük ölçüde etkilediğini göstermiştir. PET' in önce E-MA-GMA ile, daha sonra da organik kille karıştırılması, en iyi ekleme sırası olmuştur. Ağırlıkça %5 kil ve %5 E-MA-GMA içeren numunelerde Young modülü, ekstrüzyon işlemine maruz kalmamış PET e kıyasla %67 artış göstermiştir. En yüksek kopmada uzama vı%300 olup bu değer saf PET' inkinin yaklaşık 50 katıdır, ve ağırlıkça %1 kil içeren PI-C sıralamasında elde edilmiştir. X-ışını kırınımı analizinde, kilin orijinal yapısının dağılmasına bağlı olarak gözlemlenen tabaka açılması, PI-C ve CI-P sıralamalarında, ağırlıkça hem %1 hem de %3 kil içeriğinde oluşmuştur. X-ışını kırınımı grafiklerinde, çok iyi dağılmış yapının oluştuğu, ardışık tabakalar arasında kırılmaya bağlı olarak görülen tepe eğrilerinin kaybolmasından anlaşılmıştır. Anahtar Kelimeler: poli(etilen tereftalat), darbe dayanımı iyileştirilmesi, organik kil, nanokompozitler, ekstrüzyon vıı

134