Çöktürülmüş Kalsiyum Karbonat (CaCO3) Dolgu İçeren Nanokaplamaların UVKürleştirme İle Hazırlanması
Hazırlayan: Öner İzgin1,2, Nergis Arsu1
1 Yıldız Teknik Üniversitesi, Kimya Bölümü, Davutpaşa Kampüsü, 34220, Esenler- İstanbul
2 Mikron’S Mikronize Mineraller End. Tic. AŞ. 34776 Ümraniye- Istanbul
Proje Özeti:
Kalsiyum karbonat boya ve kağıt sanayiinde pigment olarak, plastik endüstrisinde ise
dolgu olarak geniş kullanım alanına sahiptir. CaCO3 iki gruba ayrılır: Öğütülmüş kalsiyum
karbonat (GCC) ve çöktürülmüş kalsiyum karbonat (PCC).GCC nin parçacık boyutları
10-1 μm arasında değişmekle birlikte , PPC nin boyutları nanometre mertebesinde
olabilmektedir. PCC üretimi esnasında GCC ye gore çok daha fazla işlemden geçirilir; bu
yüzden GCC ye gore daha pahalıdır. Daha basit ve ucuz yöntemlerle nanoboyutlu GCC
üretimi ile ilgili bilimsel ve endüstriyel anlamda çalışmalar devam etmektedir. Boyutsal
kararlılık,sertlik, termal özellikler ve fiyatından dolayı nanoboyutlu CaCO3 inorganikorganik
nanokompozitlerde geniş kullanım alanı bulmuştur. Birçok ticari ürün stearik
asit veya farklı yağ asitlerinin tuzları ile kaplanmış olarak kaplama formülasyonlarında
kullanılmaktadır. Kaplama içerisinde dolgu malzemesinin daha rahat dağılması ile
reolojik ve fiziksel özelliklerde iyileşme sağlanmaktadır. CaCO3 nanoparçacıklar,
yüksek yüzey enerjilerinden dolayı kolayca topaklaşırlar ve dağıtılması zor öbekler
oluşur. Bu durum nanokompozitlerin mekanik özelliklerini olumsuz etkilemektedir.
Bu çalışmada, sıcaklık, reaktanlar, mekanik ve ultrasonik karıştırma gibi farklı
reaksiyon koşullarında “karbonlaştırma” yöntemi ile farklı özellikte PCCler
sentezlenmiştir. Sonikasyon (ultrason), hem reaksiyon süresine hem de çöken
kalsiyum karbonat kristallerinin parçacık boyutlarında azalmaya yol açmıştır. Farklı
özellikte, ağırlıkça % 10 ve % 20 oranında PCCve GCC içeren UV ile kürlenebilir reçine
( 80%- Epoksidiakrilat- 20% Tripropilenglikoldiakrilat ) formülasyonları hazırlanmıştır.
Sonikasyon, bu formülasyonların da homojen olarak karıştırılmasında kullanılmıştır.
Formülasyonlar, Mini UV-Cure cihazında kürleştirilmiştir.
Filmlerin mekanik ve termal özellikleri Dinamik Mekanik Analizör (DMA) cihazında
karakterize edilmiştir. Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) analizi ile PCC lerin parçacık
boyutu ve kristal yapısını belirlenmiştir. aydınlatmıştır. Sonikasyonun hem reaksiyon
süresini hem de kalsiyum karbonatın tanecik boyutunu önemli ölçüde düşürmüştür.
PCC parçacıkların UV kürlenebilir reçineler içinde sonikasyon yardımı ile dağıtılması
sonucu, polimerik filmlerin elastisite modülleri ve camsı geçiş sıcaklılarında belirgin
artışlar gözlenmiştir.