Nanosized zinc borate production by chemical methods

Abstract

KİMYASAL YÖNTEMLERLE NANO BOYUTTA ÇİNKO BORAT ÜRETİMİ Bu proje çalışmasında, polimerlerde ve kaplamalarda, bir çok ticari plastik üründe, boyalarda, elektronik sektöründe otomobil/ uçak iç aksamlarında, tekstil ve kağıt sektörü gibi çok farklı uygulamalarda yanmaya dayanım özelliği nedeniyle kullanım imkanına sahip çinko borat (2ZnO.3B2O3.3,5H2O), kimyasal yöntemler kullanılarak nano boyutlarda üretilmiştir. Üretilen çinko borat nano boyutlarda olmasının yanı sıra, homojen boyut dağılımına sahiptir. Tez çalışmasında uygulanan üretim yöntemi, endüstriyel üretime uygun olması bakımından maliyeti düşük ve basit uygulanabilir kimyasal bir yöntemdir. Çalışmada, çinko sülfat, çinko nitrat ve boraks pentahidrat gibi farklı başlangıç kimyasalları, farklı karıştırma süreleri (10s, 5s) ve farklı karıştırma hızları (250 d/ d, 1000 d/ d) ve sürfaktantların (oleik asit, SDS, PEG) nano boyutlarda çinko boratın oluşumuna ve tane boyut ve şekline etkileri incelenmiştir. Üretilecek nano boyutlarda çinko borat farklı teknikler kullanılarak (XRD, FT-IR,DTA-TG,TEM,Nano Sizer) karakterize edilmiştir. Başlangıç kimyasalı olarak %100 ekstra oranda çinko sülfat ve stokiyometrik oranda boraks, pentahidrat ve sürfaktant olarak SDS’nin kullanıldığı çalışmada 70°C’de, 5h reaksiyon süresi sonunda ve 1000 d/ d karıştırma hızında üretilen çinko borat 43 nn tane boyutuna sahiptir.

NANO-SIZED ZINC BORATE PRODUCTION WITH CHEMICAL METHODS In this study, zinc borate(2ZnO.3B2O3.3,5H2O), which is used widely due to its flame retardant feature in various applications such as polymers and coverings, many commercial plastic products, electric sector, inner parts of automobiles/ planes, textile and paper sector, has been produced in nano size by using chemical methods. Beside the fact that produced zinc borate is in nano size, it has homogenous size distribution. Production method applied in thesis study is a cost efficient and easily applicable chemical method in terms of its being compatible with industrial production. In the study, the effects of different starting chemicals such as zinc sulphate, zinc nitrate and borax penthahydrate, different stirring times (10h, 6h), different stirring speeds (250 rpm, 1000 rpm) and different surfactants (oleic acid, SDS, PEG) on formation of grain size and shape of nano sized zinc borate have been examined. Produced nano zinc borate has been characterized in detail by using different techniques (XRD, FT-IR, DTA-TG, TEM, Nano sizer). In the study on which %100 extra zinc sulphate and borax pentahydrate in stoichiometric ratio were used as starting chemicals and SDS was used as surfactant, zinc borate produced at 70°C and at the end of 5h reaction time and at 1000 rpm stirring speed has 43nm grain size.