Küresel barut üretim parametrelerinin incelenmesi, sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis, characterization and analysis of the production parameters of ball powder
Yazar: MEVLÜT ERAY ŞAHİN
Danışman: PROF. DR. AHMET RIFAT ÖZDURAL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Barut = Gunpowder ; Difüzyon = Diffusion ; Ftalat esterleri = Phthalate esters

Özet:
Bu tez çalışmasında, son ürün kalitesini artırmak ve bununla birlikte büyük boyutlu bir
küresel barut üretim tesisinde yararlı olabilecek bilgileri elde etmek amacıyla, küresel barut
üretim parametreleri incelenmiştir.
Tanelendirme operasyonunun incelenmesine yönelik olarak yapılan çalışmalarda küresel
barut kimyasal bileşiminde herhangi bir değişiklik yapılmamış, yalnızca dağıtıcı ortamın
partikül oluşumuna etkisi incelenmiştir. Partiküllerin küreselliğinin temini açısından,
üretim tesisindeki mevcut proseste halihazırda arap sakızı ortamda dağıtıcı madde olarak
kullanılmaktadır. Bu çalışmada ise Polioksietilen-polioksipropilen temelli non-iyonik bir
blok kopolimer yüzey aktif madde olan Pluronic F68 denenmiştir. Bu şekilde elde edilen
partikül boyutları gereken aralığın altında kalmasına rağmen, yapılan çalışmalar Pluronic
F68 benzeri kimyasal maddelerin küresel barut tanelendirmesinde kullanılabileceğini işaret
etmiştir.
Tez çalışmasının bir diğer aşaması ise partiküllerin kaplanması işlemlerinden oluşmaktadır.
Kaplama denemelerinde, hem kaplama ajanı hem de dağıtıcı ortamın etkisi araştırılmıştır.
Bu çalışmalarda da MKEK Barut Fabrikasında kullanılan arap sakızı yerine, Pluronic F68
kimyasalı denenmiştir. Pluronic F68 kullanılarak yapılan çalışmalarda olumlu sonuçlar
elde edilmiş ve bu ürünlerle yapılan atış sonuçları başarılı olmuştur.
iii
İstenilen balistik değerlerin elde edilmesi için kaplama işleminde dibütilftalat (DBF)
yavaşlatıcı madde (deterring) olarak kullanılmaktadır. Literatürden elde edilen bilgiler bu
kimyasalın uzun depolama zamanına bağlı olarak yüzeyden iç bölgelere difüzlendiğini ve
sonuçta bu difüzyon nedeniyle barutun balistik özelliklerini kaybettiğini göstermektedir.
Bu nedenle tezde, küresel barutun içerisine olan difüzlenmeyi engelleme potansiyeline
sahip olan malzemelerin kullanılması ile DBF ve benzeri kaplama ajanları için difüzyon
sürecini yavaşlatacak malzemeler üzerinde de çalışmalar yapılmıştır.
Son zamanlarda DBF'nin insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkileri ve özellikle fertilite
açısından sakıncalarının rapor edilmesi nedeniyle, küresel barutun üretimindeki
kullanımının kısıtlaması gündemdedir. Bu nedenle, tezde insan sağlığına olumsuz etkileri
bulunmayan farklı malzemeler kullanılarak kaplama deneyleri de yapılmıştır. Bu deney
grubunun amacı, DBF'ye alternatif olabilecek kaplama malzemelerinin araştırılmasıdır.
Yapılan atış deneyleri sonucunda, denenen bu yeni malzemelerin potansiyel kaplama
maddesi olarak kullanılabilirliği hakkında ümit verici sonuçlar alınmıştır.
Anahtar Sözcükler: Küresel Barut, Arap Sakızı, Tanelendirme, Dibütil Ftalat, Difüzyon,
Kaplama

Abstract:
In this thesis work the production parameters of ball powder are investigated with the
purpose of improving the final product quality along with obtaining useful knowledge for
the betterment of production practices of a large scale ball powder facility.
During the particle preparation studies the chemical composition of the ball powder is not
changed but the effect of changes of dispersion medium on the particle formation is
investigated. In MKEK plant, in order to obtain spherical particles, gum arabic is being
used as a dispersion agent. Here a polyoxyethylene–polyoxypropylene based non-ionic
block surfactant, namely Pluronic F68 is tested. Although the so obtained particle
dimensions were below the required range, it was shown that Pluronic F68 type chemicals
might find some uses in ball powder preparation.
Particle coating studies constitute another phase of this thesis work, where the effects of
both the coating agent and the dispersion medium were investigated. During the course of
the experiments, instead of gum arabic which is currently being used in MKEK plant,
Pluronic F68 is tested. Satisfactory results are obtained by the employment of Pluronic F68
and the so prepared samples give suitable results in ballistic tests.
In order to get the desired ballistic values dibutyl phthalate (DBP) is used as the deterring
material. In the literature it was reported that for prolonged stock periods DBP at the
particle surface diffuses into inner regions of the particle. Thus the particle ballistic values
are negatively influenced due to the diffusion effect. Therefore, in order to hinder the
v
diffusion of DBP and similar materials into ball powder, additional chemicals that might
have the potential of holding back their diffusion rates were sought and tested.
Due to the recent reports and concerns with regard to human health especially in fertility,
limitation measures of DBP use is underway. In this thesis alternative coating agents to
DBP, which do not possess such undesirable effects to the human health, are also tested.
Ballistic tests results reveal promising results regarding the employment of these new
materials as potential coating agents.
Keywords: Ball powder, Arabic gum, Dibutyl Phthalate, Diffusion, Coating