Floro Silan İçerikli Hibrid Kaplama ile Kaplanmış Alüminyum Levhaların Aşınma ve Termal Özelliklerinin İncelenmesi

Yıl 2019, Cilt: 1 Sayı: 2, 45 - 50, 31.12.2019

İlyas Kartal , Mustafa Çakır

Öz

Kaplama
endüstrisinde karşılaşılan en önemli problemlerden biri sert, aşınmaya karşı
dayanıklı ve termal özellikleri geliştirilmiş kaplamaların eldesidir. Bu alanda
yapılan çalışmalarda en etkili yöntem olarak organik-inorganik hibrid
kaplamaları kullanılarak bu problem aşılmaya çalışılmaktadır.  Hibrid esaslı kaplamalarda flor ve silisyum
kullanımı son zamanlarda çalışılan konulardan biridir. Hibrid yapılar için UV
ile sertleşebilen sistemler tercih edilmektedir. Bu çalışmada yüksek miktarda
flor içerikli yapı ile silisyum içeren yapılar ile hibrid kaplama
hazırlanmıştır. Bunun için epoksi akrilat reçinesi, 1,6-hekzandiol diakrilat çözücüsü ve UV başlatıcıdan oluşan organik
kısım ile flor içerikli üretan, tetraetil ortosilikat, 3-metakriloksi propiltrimetoksilan
içeren inorganik kısım bir araya getirilmiştir. İlk olarak 2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-dodekafloro-1,8-oktandiol
ile 3-izosiyanat propiltrimetoksi silan reaksiyona sokularak flor ve silisyum
içeren inorganik faz elde edildi. Reaksiyon FT-IR spektrumları ile takip
edildi. Kaplamanın organik yapısını oluşturan UV esaslı reaktif reçine
karışımlarına ağırlıkça %2,5 - %5, %7,5 - %10 - %15 ve %20 oranlarında inorganik yapı
ilave edilmiştir. Her bir karışım şeffaf ve homojen bir hale gelene kadar
karıştırıldı. Karıştırma esnasında oluşabilen hava kabarcıklarını gidermek için
vakum etüvünde 35 ºC civarında bir süre tutuldu. Hibrid formülasyonlar alüminyum
levhalar üzerine homojen olarak kaplanabilmesi için dörtkenarlı 30 μm’lik
aplikatör yardımıyla uygulandı. Elde edilen hibrid yapı farklı oranlarda alüminyum yüzeye uygulanması
sonrası UV ışınlarıyla sertleştirildi. Bu kaplamaya aşınma testi ve termal
analiz yapıldı. Hibrid yapıda inorganik kısım miktarı arttıkça aşınma kaybı
azaldı, termal analiz inorganik içeriğe bağlı olarak önce bir miktar azaldı,
sonra artış gösterdi.  Alüminyum levhanın
görsel ve dekoratif özellikleri geliştirilmiştir. Hibrid kaplamanın
çizilmeye-aşınmaya karşı dayanıklı olmasıyla beraber yüksek flor içeriği
sebebiyle teflonsu özellikler göstereceğinden dış ortamlarda rahatlıkla
kullanılabilecek bir kaplama geliştirilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Alüminyum, Floro silan, UV ile sertleşebilen kaplamalar, hibrid kaplama

Kaynakça

• [1] Shakhashiri, B. Z. (2008). Chemical of the Week: Aluminum. University of Wisconsin. Archived from the original, 9 May 2012.[2] Singh, B. J. (2014). RSM: A Key to Optimize Machining: Multi-Response Optimization of CNC Turning with Al-7020 Alloy. Anchor Academic Publishing [3] Hihara, L. H. Adler, R. P. I. Latanision, R. M. (2013). Environmental Degradation of Advanced and Traditional Engineering Materials. CRC Press.[4] Brown, T. J. Idoine, N. E. Raycraft, E. R. ve ark. (2018). World Mineral Production: 2012–2016. British Geological Survey.[5] Millberg, L. S. (2007) Aluminum Foil, How Products are Made. Archived from the original on 13 July 2007.[6] Lyle, J. P. Granger, D. A. Sanders, R. E. (2005). Aluminum Alloys. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a01_481.[7] Davis, Joseph R. (1993). Aluminum and Aluminum Alloys. ASM International. 13-17.[8] Dursun T., Soutis C. (2014) Recent developments in advanced aircraft aluminium alloys, Materials & Design, 56, 862-871 [9] Baburaja, K. Subbaiah, K.V. Kalluri R. (2016) Hybrid materials of aluminium, Volume 3, Issue 10, Part B, Materials Today: Proceedings, [10] Hofacker S. Mechtel M. Mager M. Kraus H. (2002) Sol-Gel: A New Tool For Coatings Chemistry, Progress In Inorganic Coatings, Elsevier Science[11] Livage J. (1997) Sol-Gel Processes, Current Opinion in Solid State & Materials Science [12] Du Y. Damron M. Tang G. Zheng H. Chu C. J. Osborne J. (2001) Inorganic/Organic Hybrid Coatings for Aircraft Aluminum Alloy Substrates, Progress in Organic Coatings Volume 41, Issue 4[13] Kahraman M. V. Akdemir Z.S. Kartal İ. Kayaman‐Apohan N. Güngör A. (2011) Preparation of Fluorine Containing Hybrid Coatings: Investigation of Coating Performance onto ABS And PMMA Substrates, Polymers for Advanced Technologies 22 (6), 981-986[14] Rubio, E. Almaral, J. Ramirez-Bon, R. Castano, V. Rodriguez, V. (2005). Organic-Inorganic Hybrid Coating (Poly(methyl/ methacrylate) /Monodisperse Silica), Optical Materials; 27, 1266-1269[15] Kaştan A. Talaş Ş. (2017). Nano Katkıların Polimerlerin Ergime (Tm) ve Camsı Geçiş (Tg) Sıcaklıklarına Etkisi, Bartın Üniversitesi Mühendislik ve Teknoloji Bilimleri Dergisi Cilt 5, Sayı 2, 137-142