Alüminyum eloksal atıklarının ısı yalıtım köpüklerinde değerlendirilmesi
Evaluation of aluminum anodic wastes in heat insulation foams
Yazar: AHSEN KOÇ
Danışman: PROF. DR. ATİLLA MİRATİ MURATHAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu araştırmada alüminyum eloksal atıkları ile binalarda dış cephe yalıtımında matriks elemanı olarak kullanılan yüksek yoğunluklu ısı yalıtım köpükleri kullanılarak oluşturulan kompozit panellerdeki potansiyel alev geciktirme etkisi incelendi. Toz haline getirilen alüminyum eloksal atığına sıcak sudaki %10'luk polimerik bağlayıcı ilave edilerek oluşturulan karışımlarda, kalsiyum karbonat (CaCO3) başta olmak üzere %1'lik çinko borat (%45ZnO-%36B2O3) ve atık miktarı kadar sodyum bikarbonat (NaHCO3) sırasıyla kütle oranlarında katıldıktan sonra bağlayıcı eşliğinde köpük yüzeylere uygulandı, bu kaplamalar 50ºC'de 24 saat kurumaya bırakıldı. Aleve dayanım özelliklerini belirlemek amacıyla malzemenin yanması için gerekli hacimce en az oksijen yüzdesinin belirlendiği ASTM D 2863 standardizasyonuna göre yapılan limit oksijen indisi (LOI) testi %27-37 O2 besleme aralığında uygulandı. En uzun alev gecikme süresi 133 saniye süreyle değeri %31 olarak tespit edildiğinden panellerin LOI testine göre yapılan alev geciktirici sınıflandırmasına göre alev geciktirici özeliğe sahip olduğu; dolayısıyla "Binaların Yangından Korunması Hakkındaki Yönetmelik" gereğince önemli sonuçlar alındığı söylenebilir. Ayrıca bu kaplamalar -18°C ve 50°C'lik uç sıcaklıklarda 3 ay bekletildi, fiziksel görünümlerinde değişiklik olmadığı gözlendi. Kaplamalarda yapılan XRD analizinde her iki karışımda da yoğun olarak Al(OH)3, Al2O3 ve eser düzeyde SiO2, CaO ve MgO gözlendi. Bu alüminyum bileşiklerinin alev geciktirici etkiye sahip oldukları belirlendi. Yapılan TG-DTA analizlerinde 568–778°C aralığında çinko borat içeren karışımda %38, sodyum bikarbonat içeren karışımda ise %37'lik kütle kayıpları gözlendi. Alüminyum eloksal atıklarının alev geciktirici üretiminde kullanılabilirliğinin yanısıra insan sağlığı için zararsız ve çevre dostu olan kompozit paneller elde edildi.

Abstract:
In this study, flame retardation potential of composite panel material that is formed by using aluminum anodic waste and high density heat insulation foam that is used as matrix elements of exterior insulation of buildings, was investigated. In the blends formed by adding a 10% polymeric binder in hot water to the powdered aluminum anodizing wastes, 1% zincborate (45% ZnO-36% B2O3), mainly calcium carbonate (CaCO3), and sodium bicarbonate (NaHCO3) as much as waste were respectively in mass ratios added to the foam coats and the coatings were left to dry at 50ºC, 24 hours. In order to determine the flame retardance properties, the limiting oxygen index (LOI) test according to ASTM D 2863 standardization, in which the minimum percentage of oxygen is determined required for combustion of material was performed at a feed rate of 27-37% O2. Since the longest flame delay time was determined as 133 seconds and the value was 31%, the panels have flame retardant properties according to flame retardant classification according to test; Therefore, it can be said that significant results are obtained in accordance with the Implementing Regulation on the Protection of Buildings from Fire. In addition, these coatings were held for 3 months at extreme temperatures of -18°C and 50°C, and there was no change in their physical appearance. In the XRD analysis of the coatings, intensely of Al(OH)3 and Al2O3, trace amount of SiO2,CaO and MgO were observed in both mixtures. It has been found here that aluminum compounds have flame retardant effect. In the TG-DTA analysis, mass loss of 38% in the mixture of containing zinc borate and 37% in the mixture of containing sodium bicarbonate was observed between 568-778°C. Aluminum anodized waste can be used in flame retardant production as well as harmless for human health and environmentally friendly composite panels were obtained.