Alüminyum eloksal atıklarının yanmaz kompozit malzemelerde değerlendirilmesi
Usage of aluminum anodic oxidation wastes within fireproof composite materials
Yazar: EMİNE BAYİS
Danışman: PROF. DR. ATİLLA MİRATİ MURATHAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu araştırmada alüminyum eloksal atıkları sunta türü kompozit panel malzemelerinde kullanılarak potansiyel alev geciktirme etkisi incelendi. Toz haline getirilen alüminyum eloksal atığına 70oC sıcaklıktaki  suda %10'luk polimerik bağlayıcı katılarak oluşturulan karışımlarda, kalsiyumkarbonat (CaCO3) başta olmak üzere %1'lik çinkoborat (%45ZnO-%36B2O3) ve atık miktarı kadar sodyumbikarbonat (NaHCO3) sırasıyla kütle oranlarında katıldıktan sonra bağlayıcı eşliğinde sunta yüzeylere uygulandı ve kaplamalar 50oC' de 24 saat etüvde kurutuldu. ASTM D 2863'e göre %27-38 O2 besleme aralığında sınırlayıcı oksijen indeksi (LOİ) testiuygulandı, 180-240 saniye aralığında alev gecikme süreleri gözlendi.  En uzun alev gecikme süresi %38 O2 beslemesiyle 240 saniye olarak bulundu. LOİ testine göre yapılan sınıflandırmada bu değerin ekstra alev geciktirici olduğu belirlendi. Ayrıca bu kaplamalar -18°C ve 50oC'lik uç sıcaklıklarda 3 ay bekletildi, fiziksel görünümlerinde bir değişiklik olmadığı belirlendi. Kaplamalarda yapılan XRD analizinde her iki karışımda da yoğun olarak Al(OH)3, Al2O3 ve eser miktarda SiO2, CaO ve MgO gözlendi. Burada alüminyum bileşiklerinin alev geciktirici etkiye sahip olduğu tespit edildi. TG-DTA analizlerinde 568–778 oC aralığında çinko borat içeren karışımda %38, sodyum bikarbonat içeren karışımda %37'lik kütle kayıpları gözlendi. Alüminyum eloksal atıklarının yangın geciktirici olarak kullanılabildiği, aynı zamanda insan sağlığı için zararsız ve çevre dostu olan kompozit panellerin üretimi sağlandı.

Abstract:
In this study, potential flame retardation effects of aluminum anodic waste were investigated by using them in chipboard type composite panel materials. In the blends formed by adding a 10% polymeric binder at 70 ºC 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 chipboard coats and the coatings were left to dry at 50 ºC, 24 hours. A limiting oxygen index (LOI) test was performed at a feed rate of 27-38 % O2 according to ASTM D 2863 and flame retardance times of 180-240 seconds were observed. The longest flame retardance time was found to be 240 seconds with 38% O2 feed. In the classification according to the LOI test it was determined that this value is an extra flame retardant. 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 TG-DTA analysis 38 and 37 % mass loss was recorded between 568-778 °C in the mixture ofzinc borate and sodium bicarbonat. Aluminum anodized waste can be used in fire retardant production as well as harmless for human health and environmental friendly composite panels were obtained.