Silan Modifiye Mermer Toz Atıklarının Epoksi Polimer Özelliklerine Etkilerinin Araştırılması
Investigation of the Use of Silane Modified Marble Powder Wastes as Epoxy Polymer Filler
Yazar: Akpınar, Süleyman; Evcin, Atilla
Dergi: El-Cezeri, Vol. 6 No. 3, 2019
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Mermer atıkları,Yüzey modifikasyonu,Silan,Temas Açısı ; Marble wastes,Surface modification

Sanayifaaliyetleri, büyük miktarda katı atıkların (kâğıt ve tekstil endüstrileri,petrol atığı, kentsel atıklar, mermer atıkları, küller, vb.) üretilmesindensorumludur. Günümüzde, endüstriyel üretimde atık olarak ortaya çıkanmalzemelerin geri dönüşümü ile üretimde tekrar kullanımı önemli araştırmalarakonu olmaktadır. Bu araştırmalarda atıklardan yeni ürünler elde edilmesi veyabunların katkı maddesi olarak kullanılması amaçlanmaktadır. Bu sayede, sınırlıolan doğal kaynakların kullanımının azaltılarak doğanın tahribatının önlenmesi,üretimdeki verimliliğin arttırılması ve atıkların depolanması sonucu oluşacakçevre problemlerinin en aza indirilmesi hedeflenmektedir.Ülkemizdemermer ve bor gibi önemli minerallerin sanayi atıkları mevcuttur. Mermerinocaktan çıkarılıp piyasaya işlenmiş ürün olarak sunulmasına kadar çeşitliaşamalarda farklı boyutlarda ve özelliklerde atıklar meydana gelmektedir.Mermer atıkları kalsiyum karbonat kaynaklarından birisi olup, plastik, kauçukve boya gibi endüstrilerde dolgu maddesi olarak kullanılabilmekte ve ürünlereçeşitli özellikler kazandırabilmektedir. Mermer atıklarının dolgu maddesiolarak kullanılabilmesi için; yüksek derecede hidrofobiklik ve beyazlıközelliklerine sahip olması ve mikronize boyuta kadar öğütülebilmesi gereklidir.Çok ince boyutlara öğütülse bile mikronize mermer atığı hidrofilik yapısınedeniyle, genellikle plastik endüstrisi gibi alanlarda doğrudan kullanımı çoğuzaman mümkün olmamaktadır. Bu nedenle, hidrofilik özellikteki mermer atıklarıteknik bir gereklilik olan bir yüzey modifikasyonu işlemi ile hidrofobik halegetirilmelidir.Polimer,pigment ve su bazlı boya üretiminde dolgu maddesi olarak kullanılan, yüksekyüzey enerjisine ve polaritesine sahip hidrofilik özellikteki kaolen, kalsit,talk, mika, vollastonit gibi çoğu inorganik oksitler çeşitli kimyasallar ileyüzey özellikleri değiştirilerek söz konusu ortamlarda kullanılabilmektedir.Yağ asitleri ve türevleri, surfektantlar, reçine, çeşitli organo-metalikbileşikler, titanat ve silan gibi çeşitli organik yüzey modifiye edici maddelerile oksit yüzeylerindeki hidroksil gruplarının miktarı azaltılarak hidrofiliktürler hidrofobikler ile değiştirebilir.Buçalışmada, doğaya atılan mermer atıklarını değerlendirmek amacı ileyüzeylerinin çeşitli silan maddeleri ile modifiye edilerek epoksi polimerlerdedolgu maddesi olarak kullanım imkânı araştırılmıştır. Bu kapsamda; yüzeylerimodifiye edilen mermer atıklarının polimer yapısına farklı oranlarda ilavesiile üretilen numunelerin yüzey özelliklerinin tespiti ile nihai malzemeözellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir

Our country has gotimportant quantity of industrial minerals wastes, such as marble and boron. Themarble wastes at different sizes and properties occur at various stages fromthe removal of the marble to the introduction to the market. Marble wastes areone of the sources of calcium carbonate and can be used as filler in industriessuch as plastics, rubber, and paint, and various properties can be imparted tothe products In order to use marble wastes as fillers; they have to be milledto micronized size and have a hydrophobic property and a high degree ofwhiteness. Due to the hydrophilic nature of micronized marble waste, it isoften not possible to use it directly in areas such as the plastics industry,even if they were ground to very fine sizes. Therefore, hydrophilic marblewastes should be made hydrophobic by a surface modification process, which is atechnical requirement. Hydrophilic entities can be changed to hydrophobic onesby reducing the amount of hydroxyl groups on the oxide surfaces using variousmodifier agents such as surfactants, resins, fatty acids, and silanes. In thisstudy, in order to evaluate the marble wastes thrown into the nature, itssurface was modified with various silane materials and the possibility of usingas filler in epoxy polymers was investigated. Surface modification of marblewastes was performed via silanes such as 3 aminopropyltriethoxysilane(3-APTES), 3-(trimethoxysilyl) propylmethacrylate (TMPSM) andN-(2-Aminoethyl)-3-(trimethoxysilyl) propylamine (N2AE-3APTMS) at differentconcentrations (1, 5, and 10 mL). The surface properties of the samplesproduced by adding different amounts of surface modified marble wastes topolymer structure and their effects on final material properties wereinvestigated. When the amount of silane used in the modification was increasedfrom 1 mL to 10 mL, the contact angle increased.