Polimerlerin ve sürfaktanların kalsiyum sülfat kristalizasyon kinetiği üzerindeki etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of polymers and surfactants on calcium sulfate crystallization kinetics
Yazar: SENA ÖZTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. EMEL AKYOL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Doygun bir çözeltide, çözünen maddelerin düzenli bir yapı oluşturarak katı kristalleri meydana getirmesi doğal bir kristalizasyon sürecidir. Fakat endüstriyel uygulamalarda kontrolsüz bir şekilde gerçekleşmesi, ürün kalitesini, görünümünü, performansını, homojenliğini, verimliliğini olumsuz etkilediği için istenmez. Kalsiyum sülfat kristalleri çeşitli endüstri ve uygulama alanlarında geniş bir kullanım yelpazesine sahip olan çok yönlü minerallerdir.
Bu çalışmada da kalsiyum sülfat kristallerinin istenmeyen durumlarda oluşmasını önlemek ve kristalizasyon süreçlerini kontrol altına almak için katkı maddeleri kullanılmıştır. Katkı maddesi olarak 'Poliakrilik Asit Sodyum Tuzu (PAA-Na)' ve 'Polietilen Glikol (PEG)' polimerleri farklı konsantrasyonlarda test edilmiştir. Polimerlerin, kristal yüzeylerine adsorbe olarak kristalizasyon hızını ve kristal boyutunu düşürdüğü kanıtlanmıştır. Ayrıca katkı maddesi olarak 'Sodyum Dodesil Sülfat (SDS)', 'Disodyum Laureth Sülfosüksinat (DLS)', 'Sodyum C14-C16 Olefin Sülfonat (SOS)', 'Sodyum Koket Sülfat (SCS)' sürfaktanları da deneylerde kullanılmıştır. Sürfaktan molekülleri, çözeltideki partiküllerin bir araya gelmesini ve düzenli kristal yapı oluşturmasını zorlaştırabilir. Deneyler sonucunda, sürfaktanların polimerlerle birlikte kullanıldığında kristal oluşumunu daha etkili bir şekilde yavaşlattıkları görülmüştür.
Sonuç olarak, sürfaktanların ve polimerlerin kristalizasyona etkisi; katkı maddesinin türüne, konsantrasyonuna, çözeltinin özelliklerine ve kristallenen malzemenin özelliklerine bağlı olarak değişiklik göstermektedir.
Anahtar Kelimeler : Kristalizasyon, Polimer, Biyopolimer, Katkı Maddeleri, Sürfaktan

Abstract:
In a saturated solution, the natural crystallization process occurs as dissolved substances form solid crystals by organizing into a regular structure. However, its occurrence in industrial applications in an uncontrolled manner is undesirable, as it negatively affects product quality, appearance, performance, homogeneity, and efficiency. Calcium sulfate crystals are versatile minerals with a wide range of uses in a variety of industries and applications. In this study, additives were employed to prevent the undesired formation of calcium sulfate crystals and to control the crystallization processes. The additives tested were 'Sodium Polyacrylate (PAA-Na)' and 'Polyethylene Glycol (PEG)' polymers at various concentrations. It has been demonstrated that these polymers, when adsorbed onto crystal surfaces, reduce the crystallization rate and crystal size.
The impact of surfactants and polymers on crystallization may vary depending on the type, concentration, solution properties, and characteristics of the crystallizing material of the additive.ization. In addition, 'Sodium Dodecyl Sulfate (SDS)', 'Disodium Laureth Sulfosuccinate (DLS)', 'Sodium C14-C16 Olefin Sulfonate (SOS)', and 'Sodium Coceth Sulfate (SCS)' surfactants were used in the experiments as additives. Surfactant molecules may impede the aggregation of particles in the solution and the formation of a regular crystal structure. Experimental results show that when surfactants are used in conjunction with polymers, they effectively slow down the process of crystal formation.
In conclusion, the impact of surfactants and polymers on crystallization varies depending on the type and concentration of the additive, the properties of the solution, and the characteristics of the material undergoing crystallization.
Keywords: Crystallization, Polymer, Biopolymer, Additives, Surfactant