In the first part of this dissertation, glass fiber reinforced/unreinforced polyamide 6(PA6) and polyamide 66 (PA66) were compounded with three different flameretardants, which were melamine cyanurate, red phosphorus and brominated epoxywith antimony trioxide, by using an industrial scale twin screw extruder. Then, toinvestigate flame retardancy of these specimens, UL-94, Limiting Oxygen Index(LOI) and Mass Loss Cone Calorimeter (MLC) tests were carried out. In addition toflammability tests, thermogravimetric analysis (TGA) and tensile testing wereperformed. Results of the tensile tests were evaluated by relating them with fiberlength distributions and fracture surface morphologies under scanning electronmicroscope (SEM).Incorporation of melamine cyanurate (MCA) to PA6 led to some increase in LOIvalue and minor reductions in Peak Heat Release Rate (PHRR) value. However, itfailed to improve UL-94 rating. Moreover, poor compatibility of MCA with PA6matrix caused significant reductions in tensile strength.Brominated epoxy in combination with antimony trioxide (Br/Sb) was compoundedwith both glass fiber reinforced PA6 and PA66. Br/Sb synergism was found toimpart excellent flammability reductions in LOI value and UL-94 as V-0 rating.Effectiveness of Br/Sb flame retardant was also proven by the MLC measurements,which showed excessive reductions in PHRR and Total Heat Evolved (THE) values.On the other hand, Br/Sb shifted the degradation temperature 100°C lower anddecreased the tensile strength value, due to poor fiber-matrix adhesion and decreasedfiber lengths.Red phosphorus (RP), when introduced to glass fiber reinforced PA66 induced V-0rating in UL-94 together with significant increase in LOI value, and major decreasein PHRR. Degradation temperature was 20°C lower while mechanical propertieswere kept at acceptable values compared to neat glass fiber reinforced PA66.In the second part of this dissertation, to investigate synergistic flame retardancy ofnanoclays; glass fiber reinforced PA6 was compounded by certain nanoclay and anorgano-phosphorus flame retardant (OP), which contains aluminum phosphinate,melamine polyphosphate and zinc borate, in a laboratory scale twin screw extruder.Exfoliated clay structure of the nanocomposites was assessed by X-Ray Diffraction(XRD) and Transmission Electron Microscopy (TEM), while thermal stability andcombustion behaviors were evaluated by TGA, LOI, UL-94 and MLC.Replacement of a certain fraction of the flame retardant with nanoclay was found tosignificantly reduce PHRR and THE values, and delay the ignition. Moreover,remarkable improvements were obtained in LOI values along with maintained UL-94ratings.Residue characterization by ATR-FTIR and SEM ascribed the enhanced flameretardancy of nanocomposite specimens to the formation of a glassy boron-aluminumphosphate barrier reinforced by clay layers at the nanoscale.

Bu tezin ilk bölümünde, cam elyaf takviyeli/takviyesiz poliamid 6 (PA6) ve poliamid66 (PA66) endüstriyel boyutlu ekstruder kullanılarak, üç farklı alev geciktirici ilekarıştırılmıştır. Bu alev geciktiriciler; melamin siyanürat (MCA), kırmızı fosfor (RP)ve bromlu epoksi-antimon trioksittir (Br/Sb). Daha sonra bu numunelere, alevgeciktiricilerin etkilerini incelemek için UL-94, Limit Oksijen İndeksi (LOI) veKütle Kaybı Konik Kalorimetre (MLC) testleri uygulanmıştır. Alevlenme testlerineek olarak, termogravimetrik analiz ve çekme testi uygulanmıştır. Çekme testininsonuçları, elyaf boyu dağılımı ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) altındakırılma yüzeyi morfolojisi ile ilişkilendirilerek yorumlanmıştır.PA6'ya MCA, LOI değerinde bir miktar artışa ve Maksimum Isı Yayma Oranında(PHRR) az miktarda düşüşe neden olmuştur. Ancak, UL-94 değerinde bir ilerlemekaydedilememiştir. Ayrıca, MCA ile PA6'nın uyumsuzluğu çekme dayanımındaönemli düşüşlere neden olmuştur.Bromlu epoksi ve antimon trioksit (Br/Sb), cam elyaf takviyeli PA6 ve PA66'yakarıştırılmıştır. Br/Sb sinerjisinin, LOI değeri ve V-0 olan UL-94 sınıflandırmasınabakıldığında alevlenmede mükemmel düşüşlere yol açtığı bulunmuştur. Br/Sb alevgeciktiricisinin etkinliği ayrıca MLC ölçümleri ile kanıtlanmıştır. Bu ölçümlerdePHRR ve Toplam Yayılan Isı (THE) değerlerinde büyük düşüşler gözlemlenmiştir.Buna karşılık, Br/Sb ısıl bozulma sıcaklığını 100°C düşürmektedir. Ayrıca,zayıflayan elyaf-matris ara yüzey bağı ve azalan elyaf boyları sonucunda çekmedayanımı düşmektedir.Cam elyaf takviyeli PA66'ya kırmızı fosfor (RP) eklenmesi, malzemenin UL-94testinden V-0 almasına, LOI değerinin önemli şekilde artmasına ve PHRR'nin büyükölçüde düşmesine neden olmuştur. Isıl bozunma sıcaklığı 20°C düşerken, çekmedayanımı sadece cam elyaf takviyeli PA66'ya oranla kabul edilebilir değerlerdekalmıştır.Bu tezin ikinci kısımda, nanokilin alev geciktiricilerle sinerjik etkilerini incelemekiçin; laboratuar boyutlu çift vidalı ekstruder kullanarak, cam elyaf takviyeli PA6,özel bir nanokil ve OP diye adlandırılan (alüminyum fosfinat, melamin polifosfat veçinko borat içeren) bir alev geciktirici ile çeşitli oranlarda karıştırılaraknanokompozit numuneler üretilmiştir. Eksfoliye olmuş kil yapılı nanokompozitlerinkarakterizasyonu X-ışınları (XRD) ve geçirimli elektron mikroskobu (TEM) ileyapılmıştır. Isıl dayanım ve yanma davranışları ise TGA, LOI, UL-94 ve MLCkullanılarak belirlenmiştir.Alev geciktiricinin bir miktarının yerine nano kil koyulması ile MLC ölçümlerindePHRR ve THE değerlerinde önemli düşüşler ve tutuşma süresinde artışgözlemlenmiştir. İlave olarak, LOI değerinde dikkat çekici artışlar elde edilmiş vezaten iyi olan UL-94 değerleri korunmuştur.ATR-FTIR ve SEM ile yapılan kalıntı karakterizasyonları sonucunda,nanokompozitlerin artan alevlenme dayanımı; kil katmanları tarafından nano boyuttagüçlendirilmiş camsı bor-alüminyum bariyerine bağlanmıştır.