Na-aktif betonit-su sisteminde partikül etkileşimleri üzerinde BDTDACI ve DTABr katyonik yüzey aktiflerinin etkisinin reolojik ve elektrokinetik yöntemlerle incelenmesi
Study on the effect of BDTDACI and DTABr catonic surfactants on the particle interactions in the Na-activated betonite-water system by using rheological and electrokinetic methods
Yazar: EBRU GÜNİSTER
Danışman: PROF.DR. NURFER GÜNGÖR
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
ÖZET NA-AKTİF BENTONİT-SU SİSTEMİNDE PARTİKÜL ETKİLEŞİMLERİ ÜZERİNE BDTDAC1 VE DTABr KATYONİK YÜZEY AKTİFLERİNİN ETKİSİNİN REOLOJİKVE ELEKTROKİNETİK YÖNTEMLERLE İNCELENMESİ Dünyanın en eski hammadelerinden olan killerin; smektit grubunun bir üyesi olan bentonit, özellikle adsorpsiyon yeteneği ile dikkati çeker. Su bazlı kil dispersiyonlan kolloidal yapıda bir dispersiyon olup reolojik ve elektrokinetik özelliklerinin saptanması onların tanımı ve partiküller arası etkileşimlerinin yorumlanabilmesi için çok önemlidir. Etkileşmelerde partiküllerin şekli ve büyüklüğü, elektrik yükleri, ortamın ptTı ve kilin pek çok özelliğini belirleyen, değişebilir katyonların cins ve miktarları rol oynar. Çalışmanın ilk aşamasında kil örneği mineralojik ve kimyasal açıdan karakterize edilmiş, akış ve elektrokinetik özellikleri saptanarak bu özellikler üzerine dispersiyon derecesinin (katı oram), ortam pH' inin ve değişebilir katyon cinsinin etkisi belirlenmiş, etki tavımdan giderek partiküller arası olası etkileşimler belirlenmiştir. Dispersiyon derecesi % 3 w/w olan kil-su sistemleri non-Newtoniyen akış sergilemiş olup Pseudo plastik Bingham akış modeline uyan incelen akış göstermiştir. Deflokülan yapıda olan dispersiyonlarm akış ve yüzey özellikleri katı oranına ve ortam pH'ına duyarlı davranmış, partiküllerin boyut dağılımları birim hücre aralıklarında bulunan değişebilir katyonların cinsine göre farklı dağılım göstermiştir. Çalışmada % 3'lük su bazlı dispersiyonlara katyonik yapıdaki iki yüzey aktifin (benzylö^ethyltetradecylammonium chloride (BDTDAC1), dodecyltrimethyl- ammonium bromide (DTABr)) 0-10 mmol/1 aralığında ilavesi ile yüzey aktif moleküllerinin reolojik ve elektrokinetik parametreler üzerindeki etkileri belirlenmiş, partiküller arasındaki etkileşimler araştırılmıştır. Neticeler, yüzey aktif moleküllerinin kil partikül yüzeylerine elektrostatik olarak tutunmalarının yamsıra kilin birim hücre aralıklarına girerek basal aralığım (dooı) arttırdıklarını göstermiştir. XI

Abstract:
SUMMARY STUDY ON THE EFFECT OF BDTDACI AND DTABr CATIONIC SURFACTANTS ON THE PARTICLE INTERACTIONS IN THE NA-AC1TVATED BENTONITE-WATER SYSTEM BY USING RHEOLOGICAL AND ELECTROKINETIC METHODS Bentonite is a member of the smectite group of clay which is one of the oldest raw material and it attracts attention due to its adsorbtion performance. Clay dispersions have a colloidal structure. Determining the rheological and electrokinetic properties of clay dispersions is very important for explaining and describing the interactions between clay particles. The size, morphology, charge of the particles, pH of dispersions, the type and amount of the exchangable cations which are determining many properties of clay play a part in the interactions. In the first part of the work; the clay sample has been characterized with minerologycal and chemical ways. The flow and electrokinetic properties of the clay- water system has been determined as a function of effect of dispersion degree of the clay-water system, pH and the type of exchangable cations. The interaction between the clay particles and clay particle and additivies was explained by clay considering the effect of dispersion degree, pH and exchangable cations on the flow behavior of clays. The clay - water system at % 3 w/w shows non-Newtonian behavior and they obey Bingham flow model. Flow and surface properties of the defloculated clay- water system shows that this properties is depend on the dispersion degree and pH. The particle size analyse measurments reveals that the size of the particle depends on the exchangable cations. In this work ; the effect of the two cationic surfactants (benzyldimethyltetradecyl ammonium chloride (BDTDACI), dodecyltrimethyl-ammonium bromide (DTABr)) on the rheological and electrokinetic properties of the Na-bentonite dispersion has been investigated at concentrations of BDTDACI and DTABr between 0-10 mmol/1. Experimental results reveal that cationic surfactants attached on the surface of negatively charged clay particles and also they impede in to the interlayer of clay particles. This results in, BDTDACI and DTABr make increase the basal space of the clay layers (dooi). Xll