Demiroksit pigmentin nano kolloidal silika ve nano çinko oksit ile yüzey modifikasyonunun boya özellikleri üzerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of surface modification of iron oxide pigment with nano colloidal silica and nano zinc oxide on paint properties
Yazar: MEHMET ÖZDEMİR
Danışman: PROF. DR. AYŞE AYTAÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology

Özet:
Bu çalışmanın amacı, demir oksit pigment (Fe) yüzeyinde kolloidal silika (CS) ve nano
boyutta çinko oksit pigmentinin (ZnO) amino silan (A) ve epoksi silan yardımıyla
adsorpsiyonu ile hibrit pigment geliştirilmesi, geliştirilen hibrit pigmentlerin karakterize 
edilmesi ve iki farklı kimyasal yapıda olan stiren akrilik (SA) emülsiyon ile poliüretan 
dispersiyon (PU) bağlayıcılar kullanılarak oluşturulan boya performans özelliklerine 
etkilerinin incelenmesidir. Çalışma kapsamında demir oksit –kolloidal silika, demir 
oksit-çinko oksit ve demir oksit-çinko oksit- kolloidal silika yapıda üç farklı hibrit 
demir oksit pigmenti geliştirilmiştir. Geliştirilen pigmentlerin karakterizasyonu için zeta 
potansiyel, SEM-EDS, XPS, yağ adsorsiyonu testleri gerçekleştirilmiştir. Hibrit 
pigmentler ile oluşturulan boya formülasyonlarının viskoelastik davranışlarından yola 
çıkarak boyalarda askıda kalma durumları değerlendirilmiştir. Hibrit pigment kullanılan
boyalar ile film oluşturularak, oluşan filmin renk değerleri ve opaklıkları belirlenmiştir. 
Hibrit pigment içeren boya filmlerinin UV, VIS, NIR bölgeledeki ışığı dalgaboyuna 
göre yansıtma, absorblama ve geçirme özellikleri incelenmiştir. PU kaplamalarda 
kullanılan hibrit pigmentlerde A ve CS miktarı arttıkça akma gerili azalmaktadır. PU-Fe 
kaplamasının düşük frekanslarda depo modülündeki kayıp, hibrit pigmentlere göre daha 
fazla artmaktadır. SA kaplamalarda geliştirilen hibrit pigmentler özellikle UV-A 
bölgesinde Fe'e göre daha az oranda UV ışığı absorblamaktadır.

Abstract:
The aim of this study is to develop hybrid pigments by adsorption of colloidal silica 
(CS) and nano-sized zinc oxide pigment (ZnO) on the iron oxide pigment (Fe) surface 
with the help of amino silane (A) and epoxy silane, to characterize the developed 
hybride pigments and to analyze the two different chemical structures. With in the scope 
of the study, three different hybrid iron oxides with iron oxide-colloidal silica, iron 
oxide-zinc oxide and iron oxide-zinc oxide-colloidal silica structure were developed. 
Zeta potential, SEM-EDS, XPS, oil adsorption tests were carried out for the 
characterization of the developed pigments. Based on the viscoelastic behavior of the 
paint formulations created with the developed hybrid pigments, the suspension 
conditions in the lengths were evaluated. The color values and opacity of the film 
formed by forming the film with the dyestuffs using hybrid pigments were determined. 
The properties of reflecting, absorbing and transmitting the light in UV, VIS and NIR 
regions according to the wavelength of the paint films containing hybrid pigments were 
investigated. As the amount of A and CS in hybrid pigments used in PU coatings 
increases, the yield stress decreases. The loss in storage modulus of PU-Fe coating is 
higher at low frequencies than hybrid pigments. Hybrid pigments developed in SA 
coatings absorb less UV light than Fe, especially in the UV-A region.