Polimetilmetakrilat boru üretimi için sistem parametrelerinin belirlenmesi

Abstract

Polimerler; hafiflik, şeffaflık, mukavemet-ağırlık oranı, sertlik, düşük su emme, ultraviyole ışınlarından korunma gibi istenilen özelliklerinden dolayı ambalaj, otomobil, mobilya ve reklamcılık gibi endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Doğrusal bir termoplastik olan polimetilmetakrilat da optik açıdan mükemmelliği, saydamlığı, şeffaflığı, yüksek darbe direnci, açık hava ortamında yüksek dayanımı gibi sebeplerden dolayı polimerler içinde önemli bir yere sahiptir ve kullanım alanları artmaktadır. Polimetilmetakrilat (PMMA), akrilik veya akrilik cam olarak da bilinen termoplastik bir polimerdir, genellikle cama hafif veya kırılmaya karşı dirençli bir alternatif olarak ürün şeklinde kullanılan şeffaf ve sert bir termoplastiktir ve dünyada hızla artan talep görmektedir. Doğrusal bir termoplastik olan polimetilmetakrilatın optik açıdan mükemmelliği, saydamlığı, şeffaflığı, yüksek darbe direnci, açık hava ortamında yüksek dayanım gibi sebeplerden dolayı polimerler içinde önemli bir yere sahiptir ve kullanım alanları her geçen gün artmaktadır. Yapılan çalışma ile PMMA özelliklerinin ve uzun vadeli davranışındaki üretim süreçlerinin belirlenmesi ve aynı belirlenen süreçler ile akrilik boru üretimi için gerekli proses parametreleri incelenmiştir. Polimerleşme süresi, sıcaklık, başlatıcı/MMA oranı, MMA/PMMA oranı incelenen deney parametreleridir. Başlangıçta başlatıcı oranları değiştirilmiş ve farklı miktarlara bağlı olarak uygun sıcaklıklar bulunmuştur. Pre-polimerizasyon işlemine tabi tutulan PMMA ve MMA dan elde edilen aşı numune içinde farklı başlatıcı oranları ve uygun sıcaklık çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Farklı koşullarda gerçekleştirilen çalışmalar sonucunda ürün kalitesi ve kullanıma uygun 7 farklı ürün reçetesi elde edilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda döküm PMMA boru için optimum proses parametreleri tespit edilmiştir. Üretilen prototipler üzerinde sertlik analizi, çekme testi, DSC, FTIR, TGA, MTT analizleri yapılarak çıkan ürünlerin ticari ürünlerle karşılaştırılması detaylı olarak gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışma kapsamında, PMMA üretimi araştırılmış ve pilot tesis kurularak prototip üretimi başarılı bir şekilde gerçekleştirilerek gerekli bilgi birikimi sayesinde yerli tesis kurularak ilk endüstriyel düzeyde üretimler gerçekleştirilmiştir.

Polymers are widely used in industries such as packaging, automotive, furniture, and advertising due to their desired characteristics such as lightweight, transparency, strength-to-weight ratio, hardness, low water absorption, and protection against ultraviolet rays. Poly(methyl methacrylate) (PMMA), a linear thermoplastic polymer also known as acrylic or acrylic glass, holds a significant place among polymers due to its optical excellence, transparency, clarity, high impact resistance, and resistance to outdoor environments, making it an important material with increasing applications. PMMA, often used as a product in the form of an alternative to glass for its lightweight and resistance to breakage, is experiencing rapidly growing demand worldwide. This study aims to determine the properties of PMMA and the production processes' long-term behavior, as well as investigate the necessary process parameters for acrylic pipe production using the same established processes. Parameters such as polymerization time, temperature, catalyst/MMA ratio, and MMA/PMMA ratio were examined in the experimental setup. Initially, initiator ratios were altered, and suitable temperatures were found depending on different quantities. PMMA subjected to the pre-polymerization process and MMA were used to prepare test samples with different initiator ratios and suitable temperatures. As a result of experiments conducted under different conditions, seven different product recipes with quality and usability were obtained. Optimal process parameters were determined for the casting of PMMA pipes based on the experiments. Hardness analysis, tensile testing, DSC, FTIR, TGA, and MTT analyses were performed on the produced prototypes, and a detailed comparison with commercial products was carried out. Within the scope of this study, PMMA production was investigated, and a pilot plant was established to successfully produce prototypes. Thanks to the accumulated knowledge, a domestic plant was established, and the first industrial-level productions were realized.