ANYONİK BOYALARLA RENKLENDİRİLMİŞ ORGANOKİL/ POLİMER NANOKOMPOZİTLERİN ÜRETİMİ
Hazırlayan: Ahmet GÜRSESa , Metin AÇIKYILDIZb ve Çetin DOĞARc
aAtatürk Üniversitesi K.K.Eğitim Fakültesi, Kimya Bölümü 25240 ERZURUM/TÜRKİYE
bKilis 7 Aralık Universitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, KİLİS/TÜRKİYE
cErzincan University, Eğitim Fakültesi, Fen Bilgisi Bölümü 24030 ERZİNCAN/TÜRKİYE
Proje Özeti:
Polimerler, talk, mika, kalsiyum karbonat, kaolin, silika ve cam yünü gibi çeşitli
katkılarla mekanik özellikler açısından güçlendirilirken aynı zamanda bu katkılar
üretilen malzemelerin yoğunluk, şeffaflık ve işlenebilirlik yönünde olumsuz etkiler
yaparlar. Ancak, son yıllarda killer, polimerler için sunduğu üstün fiziksel özellikler ve
nano boyutta dağılabilir olmalarından dolayı katkı maddesi olarak kullanımda önemli
bir avantaja sahiptir.
Son yıllarda polimer esaslı nano-kompozitlerin üretimi, önemli çalışma konularından
biridir. En yaygın nano boyutlu dolgu maddeleri, karbon nano-tüpler, nano-boyutlu
tanecikler ve ayrılmış tabakalardır. Bu katkılarla polimerler yüksek elastikiyet, düşük
gaz geçirgenliği, düşük yanıcılık ve yüksek biyobozunurluk gibi özellikler kazanırlar. Bu
çalışmada, polietilen ve polistiren gibi termoplastik polimerler ve Erzurum yöresinden
temin edilen kil örneği kullanılarak renkli kompozit materyallerin üretimi ve bu
materyallerin özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmaktadır. Böylece renkli kompozitler
ve onların kullanımıyla elde edilecek ürünlerin üretimine imkân sağlanmaktadır.
Araştırma sonuçları ülkemizde çok yaygın olarak bulunan killerin kullanım alanlarını
genişletmekte ve dışa bağımlı olan petrol ürünü polimerlerin, ilgili ürünlerin
üretimindeki katkı oranını nispeten azaltmaktadır. Bu durum hem toplumsal katma
değer hem de bireysel istihdama yönelik kazanımlar açısından dikkat çekicidir.
Projeden elde edilecek çıktı ürünlerin inşaat, otomotiv ve çevre gibi temel sektörlerde
birincil ve ikincil amaçlarla kullanılabileceği düşünülmektedir. Bu proje ile elde edilecek
yenilikler ise i) Çok yaygın bir hammadde olan polimerlerin yaygın ve ucuz bir malzeme
olan killerle dolgulanması ve böylece renkli ve mekanik özellikleri saf polimere göre
iyileştirilmiş özgün ürün eldesi, ii)Ayrıca saf halinde negatif yüzey yüküne sahip killerin
anyonik boyalarla renklendirilebilir hale getirilmesi başlı başına bir yeniliktir.
Projenin uygulanma potansiyeli ise yaygın polimerlerin geniş bir kullanım alanına sahip
olması, üretim maliyeti nispeten düşürülmüş özgün ürünlerin de geniş bir kullanım ve
uygulama alanı bulacağına işaret etmektedir. Yurtdışında bu alanda çok sayıda çalışma
yapılmasına karşılık anyonik boyarmaddelerle boyanmış polimer-kil kompozitlerine
rastlanılmamıştır.
Çalışmada, kullanılan kilin saflaştırılması, renkli organo-kil üretimi ve renkli polimerkil
kompozitlerinin hazırlanması olmak üzere üç aşamalı bir plan izlenmiştir. Birinci
aşamada sedimentasyon yoluyla saflaştırılan kilin karakterizasyonu yapılmıştır. İkinci
aşama, katyonik bir yüzey aktif madde (CTAB) ve anyonik boyarmaddeler ile saflaştırılmış
kilin renkli organokile dönüşümü adsorpsiyon metoduyla gerçekleştirilmiştir. Üçüncü
aşamada ise organokil ve polimer örnekleri tek vidalı extruder kullanılarak eriyik
halinde karıştırma yöntemiyle kompozit malzemeye dönüştürülmüştür. Ürünlerin
karakterizasyonu, XRD analizleri, temas açısı, zeta potansiyeli ve sertlik ölçümleriyle
gerçekleştirilmiştir