Prevention of titanium dioxide pigment crowding by steric hindrance mechanism in organic coatings
Organik kaplamalarda pigmentler arası uzaysal itme mekanizması ile titanyum dioksit pigmentlerin kümeleşmesinin önlenmesi
- Tez No: 716576
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜNSELİ ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Titanyum dioksit pigment, organik kaplamalarda, kaplamanın uygulandığı yüzeyi örtme gücünü artırmak için yaygın olarak kullanılır. Sadece TiO2 pigmentinin bulunduğu kaplamalarda ise pigmentasyonu artırarak örtme gücünü iyileştirmek bir noktadan sonra mümkün olmamaktadır. TiO2'nin renk verme özelliği, kaplamalarda kullanılan bağlayıcı ile refraktif indeks farkının yüksek olması ve ışığın pigment taneciklerinin yüzeyinden saçılması sayesinde sağlanmaktadır. Pigment yüklemesini arttırmak, taneciklerin birbirine yaklaşmasına ve kaplama filmi içinde yer kalmadığında üst üste gelmesine yol açmaktadır. Pigmentler birbirine yaklaştıkça, gelen ışığı saçacak yüzey alanı azalır ve kümeleşme (crowding) olarak adlandırılan olgu meydana gelir. TiO2 pigment taneciklerinin boya filmi içinde kümeleşmesinin uzaysal itme yoluyla önlenmesi ve böylece yüzeyi örtmek için gereken boya sarfiyatının azaltılması amaçlanmıştır. Pigmentlerin kümeleşmesini önlemek için aralarına fiziksel bariyer olarak dolgu taneciklerinin konumlandırılması incelenmiştir. Bu kapsamda medyan tane boyutu 128 nanometre olan kalsit tanecikleri formülasyona eklenmiştir. Bu taneciklerin rastgele dizilimi nedeniyle kümeleşmenin önüne geçemediği görülmüştür. Bir diğer yöntem olarak pigment yüzeyine 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPS) malzemesinin bağlanarak mesafelendirilmesi incelenmiştir. Farklı TiO2/MPS oranlarında parametrik deneyler yürütülmüştür, bu parametreler dispersiyon süresi, hacimsel pigment konsantrasyonu ve uygulanan boyanın film kalınlığıdır. Pigment yüzeyine MPS moleküllerinin bağlandığı FTIR, TGA ve zeta potansiyeli ölçümleri ile ispat edilmiştir. Yüzeyi modifiye edilmiş TiO2 pigmentlerle hazırlanmış beyaz sonkatların renk, örtücülük ve yüzey özellikleri, modifiye edilmemiş numune ile karşılaştırılmıştır. Modifiye edilmiş pigment ile yapılan çalışmada örtücülük değerinin yükseldiği ve bunun yanında kuru boya filminin yüzey kalitesinin korunduğu görülmüştür. SEM analizinde, MPS modifikasyonu ile düşük hacimsel pigment konsantrasyonunda ve düşük film kalınlığında, pigment kümeleşmesinin önlendiği tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Titanium dioxide pigment is widely used in organic coatings to increase hiding power. For coatings, which contain only TiO2 pigment, enhancing their hiding power by increasing pigment loading is possible up to a point, above a certain level hiding power does not increase. Coloring and hiding ability of TiO2 is provided by the difference in refractive index between binders and pigment, and by the scattering of light from the surface of the particles. By increasing pigment loading, particles come closer and when there is not enough space in coating film, they get on each other which reduce scattering surface area. This phenomenon is called crowding. The aim of this thesis is to overcome the crowding of TiO2 pigment particles by spacing them through coating film via steric hindrance, and hence decreasing the necessary amount of paint to hide the substrate. In order to prevent the crowding of the pigments, the positioning of the filler particles as a physical barrier was investigated. In this study, calcite particles with a median particle size of 128 nanometers were added to the formulation. It was observed that aggregation could not be prevented due to the random distribution of these particles. As another method, grafting of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPS) to the pigment surface was investigated. Experiments were conducted with various TiO2/MPS ratios, dispersion time, pigment volume concentration (PVC) and film thicknesses. MPS grafting on pigment surface was proved by FTIR, TGA and zeta potential analysis. Colour, hiding power and surface properties of white topcoats prepared with treated TiO2 pigments were compared with that of untreated samples. Hiding power of white topcoats prepared with modified TiO2 pigment was observed to be increased and the surface quality of the dry paint film was preserved. SEM micrographs showed that, crowding of TiO2 pigments were prevented by MPS modification at low PVC and film thickness.
Benzer Tezler
- Şeftalide bulunan pestisitlerin tayini için titanyum dioksit nanotüpün kullanıldığı modifiye quechers yönteminin geliştirilmesi
Development of the modified quechers method using titanium dioxide nanotubes for the determination of pesticides in peach
MERTİN HAMZAOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİT LEVENT HOŞGÜN
DR. ÖĞR. ÜYESİ MERYEM TÜRKAY AYTEKİN AYDIN
- Contribution of ionic strength to the interaction of natural organic matter and metal acide surface
İyonik kuvvetin doğal organic madde ve metal oksit yüzeylerin ilişkisine etkileri
HADİYE YILDIRIM
- Evaluation of bioimplants surface nano-micro design by chemical mechanical polishing against alternative methods
Başlık çevirisi yok
RIAID HADI SALIH ALSAEEDI
Doktora
İngilizce
2019
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR ERTUNÇ
- Elektromanyetik kalkanlama özelliğine sahip termoplastik kompozitlerin üretilmesi
Production of the thermoplastic composites with electromagnetic shielding property
AYŞE SEZER HİÇYILMAZ
Doktora
Türkçe
2023
Polimer Bilim ve TeknolojisiBursa Teknik ÜniversitesiPolimer Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE BEDELOĞLU
- Fabrication and characterization of nanocomposite flat-sheet polymeric membranes
Polimerik nanokompozit düz plaka membranların üretimi ve karakterizasyonu
MERVE ŞİLE
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU