The Effects of Using Zinc Borate and Glass Fiber Additives on the Properties of Rigid Polyurethane Foams

Abstract

Bu çalışmanın amacı mekanik ve alev söndürücü özellikleri çinko borat ve cam elyaf katkısıyla artırılmış sert poliüretan köpük üretmektir. Bilindiği üzere cam elyaf mekanik özellikleri artırmak adına sıkça kullanılan bir katkı maddesidir, aynı zamanda çinko borat da alev söndürücü özelliği sebebiyle sıkça katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Deneysel süreç boyunca, laboratuar ortamında üretilen çinko borat ve cam elyaf katkılı sert poliüretan köpüklerin, FT-IR (Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi), basma testi, ısıl iletkenlik testi, taramalı elektron mikroskopisi (SEM), yoğunluk ölçümleri ve termogravimetrik analiz (TGA) testleri yapılarak karakterizasyonu tamamlanmıştır. Test sonuçlarına göre 7.5GF-7.5ZB kodlu numune TGA testinde 350 oC'ye kadar en iyi performansı göstermiş ve basma modülü ve özgül basma modülü değerlerinde ise 5GF-10ZB kodlu numunenin ardından ikinci en iyi değerleri elde etmiştir. Asıl amacın mekanik özellikler ve alev söndürülüğü yüksek bir sert köpük üretmek olduğu dikkate alındığında 7.5GF-7.5ZB kodlu numune en başarılı numune olarak göze çarpmaktadır. Ayrıca farklı ihtiyaçlara göre, çinko borat ve cam elyaf katkı miktarları değiştirilerek, faydalı bir ürün elde etmenin mümkün olduğu da bu çalışmayla kanıtlanmıştır.The purpose of this study is to create a rigid polyurethane foam with improved mechanical properties and flame retardancy properties by reinforcing the polyurethane compound with glass fiber and zinc borate. As it is well known that glass fiber is a commonly used additive to increase the mechanical properties, so does zinc borate for its flame retardancy and smoke supressant properties. During the experimental phase, the samples of rigid polyurethane foams reinforced with glass fiber and zinc borate have gone through ATR FT-IR (Attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy), Compression Test, Thermal Conductivity Test, Scanning Electron Microscopy (SEM), Density Measuring Test and Thermogravimetric Analysis (TGA) characterization methods. According to the results of characterization methods, 7.5GF-7.5ZB has the best performance in TGA until 350 oC and the second best values in terms of Compressive Modulus and Specific Compressive Modulus after 5GF-10ZB. 7.5GF-7.5ZB is the top contender when flame retardancy and better mechanical properties are required. However, this study proved that adjustment of glass fiber and zinc borate might provide useful products on various fields for different requirements.