Surface modified CaCO3 and its use in polymer composites - Özay, Serap (My University, 2009)
YÜZEY MODİFİYELİ CaCO3 VE POLİMER KOMPOZİTLERDE KULLANIMI Polimerlerin dünyanın oluşumundan itibaren var olduğunu söyleyebiliriz. Nişasta, selüloz ve kauçuk gibi malzemeler polimerik özelliğe sahiptirler. 1832 den beri polimerler sentetik olarak elde edilmektedir. Bugün polimer endüstrisi; alüminyum, bakır ve çelik endüstrilerinin toplamından daha büyük bir kapasiteye sahiptir. Dolgu maddeleri; polimerlere eklenerek, ürünün maliyetlerini düşürmek veya bazı özelliklerini geliştirmek amacıyla kullanılabilir. Plastiklerde yaygın olarak kullanılan dolgu maddelerinin başında, doğada bolca bulunması ve bu yüzden ucuz olması nedeniyle kalsiyum karbonat (CaCO3) gelir. Genellikle katkı maddelerinin polimerik matris içinde homojen dağılımını sağlamak, küçük parçaların bir araya gelip, toplanma eğilimi olduğundan çok zordur. Dolgu maddelerinin yüzey iyileştirme uygulamaları CaCO3/ polimer kompozitlerde ara yüzey uyumlaştırıcısı olarak kullanılan bir yöntemdir. Bu çalışmada hidrofilik yapıdaki CaCO3’e hidrofobik yüzey özelliği kazandırabilen çeşitli polimerler sentezlendi. Bu polimerler farklı oran ve kombinasyonlarda; poli(metil metakrilat), stearik asit, vinil asetat, maleik anhidrit, stiren, parafin, etilen vinil asetat kullanarak üretildi. CaCO3 tanecikleri sol-jel metodu ile modifiye edildi ve matris polimerleri, poli(vinil klorür), polipropilen, polietilen içine farklı oranlarda eklenerek kompozit test örnekleri hazırlandı. Her örnek için uygun dolgu yüzdesi ve CaCO3/ polimer ara yüzey uyumlaştırıcı ajanı, ısıl analiz ölçümleri, yüzey gerilim analizleri ve mekanik test teknikleri uygulanarak belirlendi. Sonuçlar, organik polimer içinde kullanılan inorganik CaCO3 taneciklerinin yüzey modifikasyonunun daha iyi homojen dağılım ve mekanik özelliklerinden fedakarlık etmeden daha fazla miktarda dolgu maddesi kullanımı sağlayabilmesi bakımından uygulanan metodun başarısını göstermektedir. Maliyetin düşürülmesinin yanında, yenilenemeyen, doğada bozunmayan petrol temelli kimyasal ürünlerin kullanımında azalma bu neticede elde edilen bir diğer avantaj olarak kabul edilebilir.

SURFACE MODIFIED CaCO3 AND ITS USE IN POLYMER COMPOSITES Polymers in the natural world have been around since the beginning of time. Starch, cellulose and rubber all proposes polymeric properties. Man-made polymers have been studies since 1832. Today the polymer industry has grown to be larger than the aluminum, copper and steel industries combined. Fillers are particles added to material to lower the consumption of more expensive binder material or to improve some properties of the mixtures of materials. The most common filler used in plastics is CaCO3 (calcium carbonate) due to its abundance and low cost. Usually homogenous dispersion of particles in a polymer is very difficult to achieve due to strong tendency of the fine particles to agglomerate. Surface treatment of fillers is a way to modify the interfacial adhesion in polymer/ CaCO3 composites. In this work, various organic modification agents for CaCO3 particles are prepared to provide a hydrophobic surface and therefore, to increase the interfacial adhesion with hydrophobic polymers and copolymers. For this purpose, poly (methyl methacrylate), stearic acid, vinyl acetate, maleic anhydride, styrene, paraffin, ethylene vinyl acetate are used in different combinations and ratios to obtain these polymers and copolymers. CaCO3 particles are modified by sol-gel method with different ratios of coatings. Appropriate samples are selected for blending and molding with poly(vinyl chloride), polyethylene and polypropylene. Thermal analysis measurements, surface tension analysis and mechanical test techniques were used to determine the best coating agent. Results indicate that modification of inorganic CaCO3 particles in organic polymers is a successful way to achieve better dispersion. This enables usage of more inorganic filler in polymers without sacrificing the mechanical properties, and provides decrease in cost and usage of non-renewable, non-biodegradable petroleum based chemical products.
Keywords: Metalurji; Plastikler; Polimerler