Polidimetilsiloksanın genlenmiş perlit, üleksit ve kolemanit ile hazırlanan pastalarının reolojik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Polidimetilsiloksan, endüstride birçok kullanım alanı olan polimerik bir maddedir. Otomotiv sanayinde, evde, kozmetikde ve birçok yerde kullanıma sahiptir. Sanayide polidimetilsiloksandan oluşturulan pastaların büyük kısmında amorf silika kullanılmaktadır. Ancak, amorf silika kayacı ülkemiz madencilik sektörü ve terminolojisi için yaygın olarak bilinen ve kullanılan bir endüstriyel hammadde değildir. Bu nedenle ülkemizdeki sanayi kuruluşlarının silika yerine ülkemizde bol miktarda bulunan, ucuz ve kolay elde edebilecekleri alternatif materyaller kullanmaları ekonomik açıdan yararlı olacaktır. Bu malzemelerden bazıları ülkemizde oldukça bol bulunan ve ucuza mal edilebilen kolemanit, üleksit gibi bor mineralleri ve genleşmiş perlittir. Kolemanit, uleksit ve genleşmiş perlit, bir çok kullanım alanı olan ve dünyada sanayi açısından oldukça önemli bileşiklerdir. Bu bileşiklerin kullanım alanı çeşitliliğini ve endüstriyel önemini daha da arttırmak için polidimetilsiloksanla oluşturulan pastaların reolojik özellikleri yüksek basınçlı kapiler reometre kullanılarak belirlenmiştir. Dolgu maddeleri ve polidimetilsiloksan ile hazırlanmış pastalar XRD, DTA/TG, BET, FTIR-ATR, AFM, SEM ve TEM kullanılarak karakterize edilmiştir. Reolojik ölçüm sonuçlarından, kolemanit, üleksit ve genleşmiş perlit ile hazırlanan polidimetilsiloksan pastalarının tümünün non-Newtonian, pseudoplastik ve kesme incelmesi davranışı sergiledikleri, pastaların kesme gerilimi ve viskozitelerinin artan katı:sıvı oranı ve tane boyutu ile artarken, artan sıcaklık ile azaldığı, deneysel verilerin kolemanit ve üleksit pastaları için Power-Law modeli, genleşmiş perlit pastaları için ise Hershel-Bulkley modeli ile oldukça iyi bir uyum içerisinde oldukları, pastaların oldukça homojen oldukları ve çok yüksek kesme gerilimi değerleri hariç duvar kayma hızlarının çok düşük ve ihmal edilebilir olduğu bulunmuştur.

Polydimethylsiloxane is a polymeric substance having many use areas in the industry. It has a variety of use areas such as automotive industry, at home, cosmetics. Amorphous silica is used in the majority of the pastes produced from polydimethylsiloxane in the industry. However, the amorphous silica rock is not an widely known industrial raw material for mining sector and terminology of our country. Therefore, it will be economically beneficial the using of alternative materials, which are abundant in our country and can get cheap and easy, of the industrial enterprises in our country instead of silica. Some of these materials are colemanite, ulexite and expanded perlite, which are both quite abundant and cheaper in our country. Colemanite, ulexite and expanded perlite have a lot of use areas and they are very important compounds in terms of industry in world. The fact that boron minerals and expanded perlite determine the rheological properties will cause to be wined of new application areas. Therefore, in this study, the rheological properties of pastes of polydimethylsiloxane with colemanite, ulexite and expanded perlite were determined using high pressure capillary rheometer. Pastes prepared were characterized using XRD, DTA/TG, BET, FTIR-ATR, AFM, SEM and TEM. From the rheological measurements, we found that, all pastes exhibited non-Newtonian, pseudo-plastic, shear thinning behavior under all experimental conditions; the shear stresses and viscosities of pastes increased with increase in solid/liquid ratio and with decrease in particle size and temperature; the experimental data were properly described by the Power-Law model for colemanite and ulexite pastes, and Herschel-Bulkley model for expanded perlite pastes; pastes were very well homogenized and the wall slip velocities except for very high shear rate values are very low and it can be neglected; and pastes have very well flow properties.