Çeşitli bor minerallerinden hidrofobik çinko borat üretim yöntemlerinin geliştirilmesi

Abstract

Türkiye, dünyada en yaygın kullanım alanına sahip elementlerden biri olan bor, toplam dünya rezervlerinin %72'sine sahiptir. Bor mineralleri endüstride bazı sektörlerde hammadde olarak kullanılırken, bazı sektörlerde ise yarı işlenmiş ve işlenmiş formları kullanılmaktadır. Bor minerallerinin işlenmiş bir formu olan boratlar birçok sektörde geniş kullanım alanına sahiptir. Boratlar, alev geciktirici ve ahşap koruyucu olarak artan oranlarda kullanılmakta ve bu amaç için kullanılan bor bileşiklerinin başında Çinko Borat gelmektedir. Çeşitli kristal yapılarda bulunan, özel bor kimyasallarından Çinko Borat, sentetik bir metal borattır. Çinko Boratlar bir çok ticari plastik üründe, otomobil/uçak iç aksamlarında, polimerlerde ve kaplamalarda, seramik, boya, kablo, elektrik izolasyonu, çimento, ilaç, tekstil ve kağıt gibi çok farklı sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. En yaygın uygulama alanlarında özellikle Çinko Boratın alev geciktirici ve ahşap koruyucu özelliklerinden yararlanılmaktadır. Bu çalışma, borat kaynağı olarak çeşitli bor mineralleri ile farklı modifiye ajanların, Çinko Boratın özellikleri üzerine etkilerinin araştırılmasını kapsamaktadır. Ayrıca bu çalışmada, incelenen her bir parametrenin yüksek verim ve düşük maliyet sağlayacak şekilde geliştirilmesi hedeflenmiştir. Öncelikle, Çinko Borat sentezinde, reaksiyon süresi, reaktan oranı, aşı oranı, reaksiyon sıcaklığı, karıştırma hızı ve soğutma sıcaklığı gibi reaksiyon parametrelerinin verim üzerine etkileri araştırılmıştır. Daha sonra reaksiyona eklenen farklı modifiye ajanlar (propilen glikol, kerosen, oleik asit) ile çözücülerin (izopropil alkol, etanol, metanol), elde edilen Çinko Boratın hidrofobisitesi üzerine etkileri karşılaştırılarak incelenmiştir. Ayrıca, belirlenen reaksiyon koşullarında, modifiye ajan kullanıldığı ve kullanılmadığı durumlarda hem manyetik hem de mekanik karıştırmalı sistemlerde reaksiyonlar gerçekleştirilerek sonuçlar karşılaştırılmıştır. Elde edilen Çinko Borat, analitik yöntemler, XRD (X-Işını Kırınımı), FT-IR (Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi), TG/DTA (Diferansiyel Termal Gravimetrik Analiz) teknikleri ile karakterize edilmiş ve ürünlerin hidrofobisite ölçütü olan temas açısı ölçümleri yapılmıştır. Sonuç olarak, yüksek verimli Çinko Boratın başarıyla sentezlendiği, reaksiyon parametrelerinin verimi, çeşitli modifiye ajan ve çözücü kullanımının ise hidrofobisiteyi önemli ölçüde değiştirdiği gözlenmiştir.