Production of PMMA/microsphere/ montmorillonite nanocomposite, PMMA / microsphere / halloysite nanocomposite by atom transfer radical polymerization technique and comparison of mechanical properties

PMMA / mikroküre / montmorillonite nanokompozit ve PMMA / mikroküre/halloysite nanokompozitin atom transfer radikal polimerizasyon tekniği ile üretilmesi ve mekanik özelliklerinin karşılaştırmalı olarak incelenmesi

Abstract

To give the PMMA polymer self-repairing properties microspheres (MK) were added into the polymer solution at three different concentrations (1, 3, 5% Wt.). Formaldehyd resin-walled MKs are manufactured with Glycidyl Methacrylate (GMA), which is used as self-healing agent. For ease of production, 1% wt. were added to PMMA solution for produce PMMA / MK / nanoclay nanocomposites. In order to improve the mechanical properties of the PMMA / MK composite, two different clay nanoparticles, nanotubes and nanoplates, were reinforced into the PMMA / MK structure. Production of live PMMA / MK / HNTs and PMMA / MK / MMT nanocomposites was achieved by Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP) method. In order to investigate the changes in mechanical properties reinforcement were made at three different concentrations. PMMA / MK structure was reinforced by 1, 3, 5% Wt. Halloysite clay nanotubes (HNTs) and montmorillonite clay nanoplates (MMT). In the nanoclay-reinforced PMMA / MK nanocomposite, after the mechanical damage caused by external environmental factors, the polymer nanocomposite was tried to be restored to the original state by self-healing. Nanocomposite specimens were produced in accordance with the geometry required by the Shore D hardness test, the notched Izod impact test, the 3-point bending test and the compression test standards. Changes in mechanical properties of PMMA / MK / HNTS and PMMA / MK / MMT nanocomposite samples were compared with changes in mechanical properties of PMMA polymer. The change in flexural strength of nanocomposite specimens was investigated after self-healing from mechanical damage.

Özet

PMMA polimere kendini onarma özelliği kazandırmak amacıyla, polimer solisyonu içine üç farklı konsantrasyonda (1, 3,5% Wt.) Mikro Küreler (MK), eklenmiştir. Formaldehyd reçine duvarlı MK’lerin içi, kendini onarma sıvısı olarakkullanılan, Gliseril Metakrilat (GMA) dolu olarak üretilmiştir. MK’ lerin 1% wt. oranında PMMA solüsyonuna eklenerekPMMA/MK kompozitin üretilmesinin bu kompozitin mekanik özelliklerini geliştirdiği tespit edilmiştir. Bu amaçla,nanotüp ve nanolevha olmak üzere, iki farklı kil nanopartikül, PMMA/MK yapıya takviye edilmiştir. Atom TransferRadikal Polimerizasyonu (ATRP) yöntemi ile canlı PMMA/MK/HNTs ve PMMA/MK/MMT nanokompozitlerin üretimisağlanmıştır. Mekanik özelliklerde oluşan değişimleri incelemek amacıyla, PMMA/MK yapıya, 1, 3, 5% Wt. olmak üzere,üç farklı konsantrasyonda, Halloysite kil nanotüp (HNTs) ve Montmorillonit kil nanolevha (MMT) takviyesi yapılmıştır.Nanokil takviyeli PMMA/MK nanokompozitde, dışardan gelen çevresel faktörler nedeniyle oluşan mekanik hasarardından, polimer nanokompozitin, kendini onarması sağlanmıştır. Shore D sertlik deneyi, çentiksiz Izod darbe deneyi, 3-nokta eğme deneyi ve basma deneyi standartlarının gerektirdiği geometriye uygun şekilde, nanokompozit örneklerüretilmiştir. PMMA/MK/HNTS ve PMMA/MK/MMT nanokompozit örneklerin, mekanik özelliklerinde oluşandeğişimler, PMMA polimerin mekanik özelliklerinde oluşan değişimler ile karşılaştırılmıştır. Nanokompozitin, oluşanhasarı onararak, ilk haline dönmesini sağlamak için, mikroküreler kullanılmıştır. Mekanik hasar ardından oluşan, kendinionarma işlemi sonrasında, nanokompozit örneklerin eğme dayanımındaki değişim mukayeseli olarak incelenmiştir.