TY  - JOUR
T1  - Silan Modifiye Mermer Toz Atıklarının Epoksi Polimer Özelliklerine Etkilerinin Araştırılması
TT  - Investigation of the Use of Silane Modified Marble Powder Wastes as Epoxy Polymer Filler
AU  - Akpınar, Süleyman
AU  - Evcin, Atilla
PY  - 2019
DA  - September
Y2  - 2019
DO  - 10.31202/ecjse.575067
JF  - El-Cezeri
JO  - ECJSE
PB  - Tayfun UYGUNOĞLU
WT  - DergiPark
SN  - 2148-3736
SP  - 712
EP  - 725
VL  - 6
IS  - 3
LA  - tr
AB  - 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
KW  - Mermer atıkları
KW  - Yüzey modifikasyonu
KW  - Silan
KW  - Temas Açısı
N2  - 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.
CR  - [1] Vieira C.M.F., Monteiro S.N. Effect of grog addition on the properties and microstructure of a red ceramic body for brick production. Construction and Building Materials, 2007, 21, 1754-59. doi: 10.1016/conbuildmat.2006.05.013
CR  - [2] Acchar W., Vieira F.A., Hotza D. Effect of marble and granite sludge in clay materials. Materials Science and Engineering A 2006, 419: 306–309. doi: 10.1016/j.msea.2006.01.021
CR  - [3] Ferreira J.M.F., Guedes P.J., Torres P., Manjate R..S., Fernandes H.R. in: Pecchio, et al. (Eds.), Recycling of Industrial Wastes- Overview about Successful Case Studies, Applied Mineralogy, ICAM-BR, Sao Paulo, 2004, p. 33
CR  - [4] Barbieri L., Andreola F., Lancellotti I., Taurino R. Management of agricultural biomass wastes: Preliminary study on characterization and valorisation in clay matrix bricks. Waste Management, 2013, 33, 2307–2315. doi: 10.1016/j.wasman.2013.03.014
CR  - [5] Tarhan B., Tarhan M., Aydın T. Reusing sanitary ware waste products in glazed porcelain tile production. Ceramics International, 2017, 43, 3107–3112. doi: 10.1016/j.ceramint.2016.11.123
CR  - [6] Taş B., Çakır M. Marble industry and environmental problems in Iscehisar district. Eastern Geographical Review, 2015, 34, 25–34.
CR  - [7] Tosun İ.Y. Mermer Toz Atıklarının Temizlenmesi. Doğal Yapı ve Kaplama Taşı Mermer Teknolojisi Dergisi, 1996, Sayı: 1, 15-18
CR  - [8] Kore S.D., Vyas A.K. Impact of marble waste as coarse aggregate on properties of lean cement concrete. Case Studies in Construction Materials, 2016, 4, 85-92. doi: 10.1016/j.cscm.2016.01.002
CR  - [9] DPT Madencilik Özel İhtisas Komisyonu Raporu, Endüstriyel Hammaddeler Alt Komisyonu Genel Endüstri Mineralleri I, Çalışma Grubu Raporu, 2001, DPT:2618- ÖİK:629, 99sf
CR  - [10] Stone, Doğal Taş ve Endüstri Kataloğu. 2007,  s:242-249
CR  - [11] Uçurum M. Kaplı kalsit üretimi ve ürün özellikleri, MT Bilimsel Yer Altı Kaynakları Dergisi, 2014, 6, 1-10
CR  - [12] Wang C., Piao C., Zhai X., Hickman F.N., Li J. Synthesis and characterization of hydrophobic calcium carbonate particles via a dodecanoic acid inducing process. Powder Technology, 2010, 198,131–134. doi: 10.1016/j.powtec.2009.10.026[13] Atta A.M., Al-Lohedan H.A., Ezzat A.O., Al-Hussain S.A. Characterization of superhydrophobic epoxy coatings embedded by modified calcium carbonate nanoparticles. Progress in Organic Coatings, 2016, 101, 577–586. doi: 10.1016/j.porgcoat.2016.10.008
CR  - [14] Cao Z., Daly M., Clémence L., Geever L.M., Major I., Higginbotham C.L., Devine D.M. Chemical surface modification of calcium carbonate particles with stearic acid using different treating methods. Applied Surface Science, 2016, 378,320–329. doi: 10.1016/j.apsusc.2016.03.205
CR  - [15] Jeong S.B., Yang Y.C., Chae Y.B., Kim B.G. Characteristics of the treated ground calcium carbonate powder with stearic acid using the dry process coating system. Materials Transactions, 2009, 50, 2, 409-414. doi: 10.2320/matertrans.MRP2008351
CR  - [16] Otles M.S. Modification of surface properties of biopowders by dry particle coating, PhD Thesis, 2008, Université de Toulouse
CR  - [17] Pfeffer R., Dave R.N., Dongguang W., Ramlakhan M. Synthesis of engineered particulates with tailored properties using dry particle coating. Powder Technology, 2001, 117, 40–67. doi: 10.1016/S0032-5910(01)00314-X
CR  - [18] Zhang Y., Fang F., Wang C., Wang L., Wang X., Chu X., Li J., Fang X., Wei Z., Wang X. Hydrophobic modification of ZnO nanostructures surface using silane coupling agent. Polymer Composites, 2014, 35, 6, 1204–1211. doi: 10.1002/pc.22769
CR  - [19] Yusoff S.M., Ahmad M.S.B., Akil H.M., Ariffin K.S,. Ariffin A. Contact angle of untreated-treated kaolin and its correlation with the mechanical properties of PP–kaolin composites. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 2010, 29 (23), 3442–3449. doi: 10.1177/0731684410372263
CR  - [20] Materne T., Buyl F., Witucki G.L. Organosilane technology in coating applications: Review and perspectives, 9th Congresso Internacional de Tintas-ABRAFATI 2005, September 14–16, Sao Paulo, Brazil
CR  - [21] Demirbaş Ö., Alkan M., Doğan M., Turhan Y., Namlı H., Turan P. Electrokinetic and adsorption properties of sepiolite modified by 3-aminopropyltriethoxysilane. Journal of Hazardous Materials, 2007, 149, 650–656. doi: 10.1016/j.jhazmat.2007.04.036
CR  - [22] Witucki G.L. A silane primer: Chemistry and applications of alkoxy silanes. Journal of Coatings Technology, 1993, 65 (822), 57–60
CR  - [23] Hu Y., Xiong P., Yang X. Synthesis and characterization of surface-modified tourmaline with aluminic ester. IEIT Journal of Adaptive & Dynamic Computing, 2011, 1(3), 6–11. doi: 10.5813/www.ieit-web.org/IJADC/2011.3.2
CR  - [24] Yoshihara I., Pieper W.  Hybridization technology for surface modification of powders without binders. Swiss Pharma 1999, 6, 21
CR  - [25] Tao Q., Su L., Frost L., Zhang D., Chen M., Shen W., He H. Silylation of mechanically ground kaolinite. Clay Minerals, 2014, 49, 559–568.
CR  - [26] Kang J.S., Yu C.L., Zhang F.A. Effect of silane modified SiO2 particles on poly(MMA-HEMA) soap free emulsion polymerization. Iranian Polymer Journal, 2009, 18(12), 927–935
CR  - [27] Arsoy Z., Ersoy B., Dikmen S., Evcin A., Müdüroğlu M. Öğütülmüş talkın damla yayınım yöntemiyle temas açısı ölçümleri ve serbest yüzey enerjisi hesaplamaları, 9.Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 2015,  İzmir
UR  - https://doi.org/10.31202/ecjse.575067
L1  - https://dergipark.org.tr/tr/download/article-file/818414
ER  -