Çok Fonksiyonlu Boya Katkı Maddesi
Yapı Sektörüne Yönelik İç ve Dış Cepe Uygulamalarında Su İtici, Pas Oluşumunu Engelleyen, Ses ve Isı İzolasyonu Sağlayacak Boyalara Katılabilecek Etken Madde Kapsüllü Polimerik Fonksiyonel Nanopartikül Eldesi
Özet
Bu çalışmada gürültü oluşumunu engelleyen ve ısısal problemleri ortadan kaldıracak yumurta kabuğundan izole edilen hidroksiapatit (HA) biyoseramiği ve karbon grafen aerojel içeren doğal su itici ve pas oluşumunu engelleyen polimerik kapsüllü nanopartikül katkılı dış
ve iç cepe de uygulanabilen boya etken maddesi üretimi gerçekleştirilmiştir. Yapılan bu fonksiyonel boyanın yapı sektöründe fonksiyonel amaçlı kullanıma yönelik ideal bir malzeme adayı olabileceği hedeflenmektedir.
1. Giriş
Bilim ve teknoloji gün geçtikçe yeniliğe ve gelişmeye açık hale gelmiştir. Giderek artan kentsel dönüşümler, kafe, okul, ev, disko ve bar gibi aklınıza gelen binlerce yapının yapılmasından dolayı ses yalıtımı birincil istenilen cazip özelliklerdendir.
Hem ev tipi binaların yapısında hem de diğer türlü binaların yapısında, asansör odalarında, kontrol odalarında makine odalarında ve birçok gürültünün yer aldığı odada yalıtımların sağlanması gerektiği ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Şekil 1’de yer alan ses yalıtımı için kullanılan yumurta sünger malzemesi günümüzde birçok kuruluşta kullanılmaktadır.
Yumurta süngeri tipinde ses yalıtımı, odalarda ve binalarda her zaman oluşan gürültü ve sese hem içeriden çıkan sesleri hem de dışarıdan gelen sesleri önlemek veya en aza indirgemek açısından büyük role sahip olmaktadır. Ses ve gürültü bir ortamda çok fazla olduğu zaman insanların psikolojik, ruhsal ve fiziksel açıdan sağlıklarında bozulmalar söz konusu olabilmektedir.
Bu ve benzeri sebeplerden yalıtım alanı her geçen gün gelişmekte ve yapı sektörü için çeşitli fonksiyonel özellikli malzemelerin ihtiyacı da artmıştır. Gürültü her zaman insanlar üzerinde büyük bir olumsuzluğa neden olmaktadır. Bu nedenle gerek evlerde gerekse diğer
binalarda yalıtımların kullanılması istenmektedir.
[caption id="attachment_147447" align="aligncenter" width="447"]
Şekil 1: Ses yalıtımı için kullanılan yumurta sünger[/caption]
Isısal izolasyon yapı ortamındaki sıcaklık ile yapı dışarısındaki sıcaklıkların birbirleri ile geçişini engeller. Isı izolasyonu binalarda vazgeçilmez cazip uygulamalardandır. Isı yalıtımı iyi sağlanmış yapılarda, dışarıdaki ısı farketmeksizin ev ortamındaki sıcak havanın korunması mümkün olabilmektedir.
Dış cephe kaplamaları, yalnızca kış mevsiminde tercih edilmemektedir. Yaz aylarında yapılarda çalışan vantilatör ya da klima gibi ekipmanlar gerektiğince yüklü elektrik tüketimi sağlamaktadır.
Buna paralel olarak gelen yüklü faturalar insanları zorlayabilmektedir. Ses ve ısı izolasyonunun yanı sıra yapı uygulamalarında su iticilik ve pas oluşumunu engelleyecilik de
istenen durumlardandır.
Çünkü su oluşumu ile yapılar nem alabiliyor, yalıtımlar kötüleşebiliyor ve istenilen performansta kullanım imkanı sunamamaktadır. Ayrıca su itici diye kullanılan ürünlerin performansı da zayıf olabilmektedir. Etki süresi azalabildiği gibi fiyatları da gün geçtikçe daha da artmaktadır. Pas oluşumu yapı sektöründe çok ama çok önemli sorunlardan
biridir.
Paslanma durumu metalik bazlı ürünlerin su veya bir sıvı ile teması ile ortaya çıkan korozyon durumudur. Bu korozyon ile yapısal görünümde mikroçatlaklar, mikrodelikle meydana gelir ve zamanla aşırı kırılganlık başlayarak yapının kırılmasına kadar gidebilen
ciddi riskler doğurabilmektedir. Bu durumda da antipas dediğimiz pas sökücüler tercih edilmektedir.
Ancak bunlar da kimyasal içerikler oldukları için, insan kullanımı açısından solunması sakıncalıdır ve cilt tahrişine neden olabilirler. Bunların boyalarda da kullanımı, yüksek maliyet gösterebileceği gibi, pas oluşumu etki performansları düşüktür.
Bu çalışmada yapı sektöründe baş gösteren problemlere karşı iç ve dış cephe uygulamalarında su itici, pas oluşumunu engelleyen, ses ve ısı izolasyonu sağlayacak boyalara katılabilecek etken madde kapsüllü polimerik fonksiyonel nanopartikül eldesi havaeğirme sistemimizle gerçekleştirilmiştir. Etken madde ilavesi ile boya sektöründe devrim yaratabilecek ideal bir malzeme adayı ile yapı sektörüne katma değer sağlanabilecektir.
2. Materyal ve Metot
2.1. Malzeme
Bu çalışmada yumurta kabukları atıkları çevremizden toplanmıştır. Karbon grafen aerojel kendi laboratuvarımızda sentezlenmiştir. Sodyum aljinat (SA) ve çapraz bağlayıcı olarak kalsiyum klorür (CaCl2) çevremizdeki işletmelerden alınmıştır.
2.2. Metot
2.2.1. Yumurta Kabuğundan Hidroksiapatit Sentezi
Yumurta kabukları çevremizden toplandı, steril edildi ve kurutuldu. Seramik havanda toz haline getirildi. Termal gravimetrik analiz (TGA) ile kalsiyum oksit (CaO) miktarı belirlendi. Safsuya katılan toz, ortofosforik asit ile titrasyon ile muamele edilerek çöktürüldü. Çökelek sıvısı süzdürülerek vakum etüvünde kurutuldu ve 1 gece bekletildi. İşlem sonrası sinterlendi
ve hidroksiapatit (HA) üretildi [1-7].
2.2.2. Havaeğirme ile Fonksiyonel Nanopartikül Eldesi
Sodyum aljinat (SA), hidroksiapatit (HA) ve karbon grafen aerojel (KGA) karışımı safsuda sağlanmıştır. Kalsiyum klorür (CaCl2) çapraz bağlayıcısı safsuda hazırlanmıştır. Çift nozulla iç içe besleme yapabilecek çekirdek kabuki etkileşimi ile kapsülasyon işlemi gerçekleştirilerek polimer etken madde karışımı hava ile birleştirilerek çapraz bağlayıcı ile buluşturularak nanopartikül eldesi sağlanmıştır [1-7].
Şekil 2’de çekirdek kabuk etkileşimli fonksiyonel nanopartikül üretim şeklimiz gösterilmektedir.
3. Sonuç ve Tartışma
Morfolojik (SEM) Analiz
Bu çalışmada nanopartikül eldesi başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir. Tablo 1’de fonksiyonel nanopartikül boyut dağılım aralığı yer almaktadır.
[caption id="attachment_147452" align="aligncenter" width="660"]
Tablo 1. Fonksiyonel nanopartikül boyut dağılım aralığı[/caption]
4. Sonuçlar
Bu çalışmada, havaeğirme ile etken madde kapsüllü fonksiyonel nanopartikül ekonomik olarak elde edilmiştir. İç ve dış cephe uygulamalarında su itici, pas oluşumunu engelleyen, ses ve ısı izolasyonu için boyalara katılabilecek ve boya sektöründe devrim yaratabilecek ideal bir malzeme adayı olabilecektir.
Boya ve boya uygulamalarında kullanılabilecek bu etken maddenin farklı fonksiyonel özellikleri de bilmektedir. Ülkemiz kaynaklarından da rahatlıkla elde edilebiliyor olması, bu etken maddenin daha ekonomik ölçekli üretimine imkan sağlamaktadır. Vizyon 2023 hedeflerimizce dışa bağımlılığı azaltacak girişimimiz ile yapı sektöründe gelişime katkı sağlanacaktır.
Kaynaklar
[1] Buluş, E., Mansıroğlu, D. S., Ismık, D., Şahin, Y. M., Oktar, F. N., Gündüz, O., & Gökçe, H. (2018, April). Bioceramic synthesis and characterization to be used in major tissue engineering applications. In 2018 Electric Electronics, Computer Science, Biomedical
Engineerings’ Meeting (EBBT) (pp. 1-4). IEEE.
[2] Bulus, E., Ismik, D., Mansuroglu, D. S., Sahin, Y. M., & Tosun, G. (2017, April). Synthesis and characterization of hydroxyapatite powders from eggshell for functional biomedical application. In 2017 Electric Electronics, Computer Science, Biomedical Engineerings’ Meeting (EBBT) (pp. 1-3). IEEE.
[3] Buluş, E., & Buluş, G. S. (2021). Intelligent Nano-Protective Production In Industrial Paints. JOURNAL OF MATERIALS AND ELECTRONIC DEVICES, 1(1), 28-31.
[4] Buluş, E., Buluş, G. S., & Akkaş, M. (2021). Investigation of the Effects of Working Parameters in Electrospinning Technology on Morphology of Polymeric Nanofiber Membranes Using Reference Polymers. JOURNAL OF MATERIALS AND ELECTRONIC
DEVICES, 2(1), 6-11.
[5] Buluş, E., Buluş, G. S., Akkaş, M., Cetin, T., Yaman, E., & Altındal, T. (2020). Production and Characterization of Natural Sourced Hydroxyapatite Added Polystyrene Tissue Scaffolds by Electrospinning. JOURNAL OF MATERIALS AND ELECTRONIC DEVICES, 6(1), 12-18.
[6] Bulus, G. S., & Bulus, E. (2021). Production of Aerogel-Silica Based Super Hydrophobic Waterproof Material in Smart Surface Coatings. JOURNAL OF MATERIALS AND ELECTRONIC DEVICES, 7(1), 15-18.
[7] Buluş, E., Yucel, N., & Kamaci, O. (2021). Differences and Parametric Evaluation of Centrifugal Force Spinning from Electrospinning Method. JOURNAL OF MATERIALS AND ELECTRONIC DEVICES, 1(1), 16-27.
Erdi Buluş
Öğretim Görevlisi / Malzeme Teknolojileri Uzmanı
İstanbul Arel Üniversitesi
ArelPOTKAM (Polimer Teknolojileri ve Kompozit Uygulama ve Araştırma Merkezi)
Ulaştırma Hizmetleri Anabilim Dalı Sivil Havacılık
Kabin Hizmetleri Programı, Meslek Yüksekokulu
Salih Asker
Polimer Teknolojiler Uzmanı
İstanbul Arel Üniversitesi
ArelPOTKAM (Polimer Teknolojileri ve Kompozit Uygulama ve Araştırma Merkezi)
Gülseren Sakarya Buluş
Uzman
İstanbul İl Sağlık Müdürlüğü
Bahçeşehir Üniversitesi
Mühendislik Yönetimi Bölümü
Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
Mehmet Akkaş
Doçent Doktor
Kastamonu Üniversitesi
Makine Mühendisliği Bölümü, Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi
