Farklı bentonit tipleri ile stiren bütil akrilat esaslı nanokompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu
Preparation and characterisation of bentonite containing styren butyl acrylate copolymer based nanocomposites
Yazar: ONUR GÜVEN
Danışman: PROF. DR. MEHMET SABRİ ÇELİK
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Cevher Hazırlama Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Bentonit = Bentonite ; Nanokompozitler = Nanocomposites

Özet:
Nanokompozitler; matrisinde 100 nanometrenin altında katı partiküller içeren, heterojen karışım gösteren kompozit malzemelerdir. Aynı hacimde sahip oldukları çok yüksek yüzey alanları sebebiyle mekanik özellikler başta olmak üzere elektrik, optik, elektrokimyasal ve katalitik özellikler yönünden yaygın kompozit malzemelerden üstün özellikler ortaya koymaktadırlar. Tabakalı silikatlar ile latekslerden elde edilen nanokompozitler giderek artan oranda endüstriyel uygulamalarda yer almaktadır. Bu ilginin artmasının nedeni bu malzemelerin dolgu olarak katıldıkları sistemlere viskozite ayarlayıcı, akış düzenleyici, yüksek mekanik dayanım, alev geciktirici, termal dayanım gibi özellikleri kazandırmasının yanı sıra maliyeti önemli oranlarda düşürmeleridir. Son zamanlarda bu tip sistemlerin üretim yöntemleri hakkında çeşitli araştırmalar yapılmaktadır.Bu çalışmada dış cephe boyalarında bağlayıcı olarak kullanılan stiren bütil akrilat kopolimer matrisi içinde farklı bentonit türleri dağıtılarak kil katkılı nanokompozit üretimi gerçekleştirilmiş ve tabakalar arası mesafe ve şişme özellikleri dikkate alınarak üç bentonit türü (Na, Na-Ca ve Ca) denenmiştir. Ardından da üretilen nanokompozitlerin mekanik ve ısıl özellikleri incelenmiştir. Nanokompozitlerin ısıl davranışı DSC (Diferansiyel taramalı kalorimetri) ile belirlenmiş olup lateks matris içerisinde yer alan bentonitin tabakalar arasındaki açılma mesafeleri ise XRD analizleri ile takip edilmiştir. Gerçekleştirilen analizler neticesinde stiren bütil akrilat kopolimeri/bentonit nanokompozitlerinin üretim parametreleri optimize edilmiştir.

Abstract:
Nanocomposites; composite materials composed of heteregoneous mixtures which contain solid particles under 100 micron meter in their matrix. The large surface area in the same volume condition provides better mechanical, electrical, optical, electrochemical and catalytic properties than common composite materials. Nanocomposite materials with layered silicate additive, have an increasing demand in industrial applications. The reason is because this filler material used as viscosity adjuster and flow regulator provides high mechanical stress, flame retardant and thermal resistance features to the system. Recently, there are many research studies about production methods for this type of systems.The objective of this study is to produce a nanocomposite based on styren butyl acrylate with bentonite additive by distributing bentonite into the polymer matrix. Styren butile acrylate is used as a binder material for exterior paint. Bentonites with different swelling properties (Na, Na-Ca and Ca bentonites) are mixed with the polymer. After that, mechanical and thermal properties of these produced nanocomposites will be investigated.The thermal characteristics will be studied with DSC (Differential Scanning Calorimetry) and the basal spacings of bentonite in nanocomposites will be investigated by XRD (X-ray diffraction) analysis.