MAKALELER / İMALATTA KULLANILAN DOLGU MADDELERİ - hammaddeler ansiklopedisi
Kompozit ürünlerde inorganik dolguların kullanımı artmaktadır. Dolgu maddeleri sadece inorganik ürün maliyetini düşürmekle kalmayıp, takviye ve reçine girdileriyle elde edilmesi mümkün olmayan ürün performans artışlarını da sağlamaktadır. Dolgular kompozit laminat içindeki organik madde içeriğini azaltarak, alev dayanımı ve duman çıkışı performansını arttırabilir. Ayrıca dolgulu reçinelerin dolgusuz reçinelere göre çekme oranı daha düşüktür. Buna parelel olarak kalıplanan parçaların boyutsal stabilitesi artmaktadır. Su direnci, hava etkisiyle meydana gelen değişimler, yüzey düzgünlüğü, sertlik, boyutsal stabilite ve ısı dayanımı gibi önemli özellikler dolgu maddelerinin kullanımı ile arttırılabilmektedir.
Termoset reçineleri kullanan kompozit sektöründe, dolgu maddeleri, uzun yıllardan beri kullanılmaktadır. Son zamanlarda, termoplastik endüstrisinde de inorganik dolguların kullanımı yaygınlaşmaya başlamıştır.
Dolgu maddeleri üzerinde yapılan kimyasal işlemler, daha yüksek oranda dolgu kullanılmasına, dolayısı ile üründe daha yüksek performans sağlanmasına olanak tanımaktadır. Bu nedenle, dolgu malzemesi kullanımındaki trend pozitif yönde gelişmektedir. Dolgu malzemeleri, özelliklerindeki gelişmeler sayesinde kompozit ürün uygulamalarında eskiye oranla daha yüksek miktarda kullanılmaktadır.
DOLGU MADDELERİ ÇEŞİTLERİ
Kompozit uygulamalarında kullanılan başlıca dolgu maddeleri şunlardır.
Kalsiyum Karbonat : En yaygın kullanımı olan inorganik dolgu malzemesidir. Kalsiyum karbonat dolgu malzemelerinin büyük bir çoğunluğu kireçtaşı veya mermerden elde edilmektedir.
Alüminyum Silikat ve Killer : İkinci en yaygın kullanımı olan dolgudur. Kompozit endüstrisinde daha yaygın bir ifadeyle kil olarak bilinmektedir. Maden killeri, hava flotasyonu veya gayri safiyetin kaldırılması için su ile yıkanarak işleme tabi tutulmaktadır. Çok farklı partikül boyutlarında piyasada bulunmaktadır. Bu bölüm kaoleni, bentonit’i, arduvaz’ı, Mika’yı ve sünger taşını içerir.
Alüminyum Trihidrat : Yüksek alev dayanımı/az duman çıkışı gerekli olduğu uygulamalarda dolgu malzemesi olarak sıkça başvurulmaktadır. Bu tür dolgu malzemeleri yüksek ısılarla karşılaştığında bünyesindeki su molekülünü açığa çıkartmaktadır. Böylece alev yayılması ve dumanın oluşmasını azaltmaktadır. Alüminyum trihidrat, boru tesisatı uygulamalarında (banyo küvetleri, duş kabinleri ve ilgili diğer ürünlerde) kullanılmaktadır.
Kalsiyum Sülfat : Alev/duman geciktirici dolgu malzemesi olarak, banyo küveti ve duş teknelerinde kullanılmaktadır. Molekülünde az miktarda su bulunan bu dolgu maddesi kullanıldığında daha düşük sıcaklıkta su açığa çıkmaktadır. Düşük maliyetli alev/duman geciktirici dolgu malzemesi olarak tercih edilmektedir.
Diğerleri : Yaygın olarak kullanılan bu dolgu maddelerini ve diğer çeşitlerini ana ürün grupları altında belirtelim.
Karbonatlar : Magnezyum Karbonat
Silika ve Silikatlar :
Kum ve Toz Silikatlar, Talk, Kalsiyum Silikat, Kieselguhr, Zirkan
Alüminyum Silikatlar ve Killer:
Kaolen, Bentonit, Arduvaz, Mika, Kalsiyum, Vermikülit, Sünger Taşı
Cam Dolgu Maddeleri :
Katı Cam Kürecik, Boş Cam Kürecikler, Pul Camlar
Metal Oksit Dolgu Maddeleri :
Alüminyum, Alüminyum Hidroksit, Antimon Trioksit, Demir Oksit, Kurşun Oksit, Magnezyum Oksit, Titanyum Dioksit, Çinko Oksit, Zirkanyum Oksit
Metalik Toz dolgu Maddeleri :
Alüminyum, Bronz, Bakır, Demir, Kurşun, Gümüş, Paslanmaz Çelik, Çinko
Alev Geciktirici Dolgu Maddeleri :
Antimon Trioksit, Alüminyum Hidroksit
Diğer Dolgu Maddeleri :
Baryum Sülfat, Baryum Titanat, Karbon Siyahı, Grafit, İçi Boş Karbon Kürecikleri, Fenolik Kürecikler, Feldspat, Vollastonit, Öğütülmüş Cam Elyafı
Kompozit Uygulamalarında kullanılan ana başlıkları ile sınıflandırdığımız bu dolgu maddelerine ilişkin daha ayrıntılı bir şekilde aşağıda değinilmektedir.
KOMPOZİT ÜRÜNLERDE DOLGU MALZEMELERİNİN KULLANIMI
Kalıplanmış; kompozit laminat ürünün, genelde ağırlıkça %40-65’ni inorganik dolgular oluşturmaktadır. Reçineler ve takviyeler ile karşılaştırıldığında, temel girdiler içinde en az maliyetli olan ürünlerdir. Bununla birlikte dolgu malzemeleri bir ürünün arzu edilen performans değerlerinin elde edilmesinde aşağıdaki sebeplerden dolayı önemlidir:
• Dolgular, laminat içeriğindeki yanabilir hidrokarbon miktarını düşürerek, bileşim ürünlerinin alev dayanımını arttırmaktadır.
• Dolgular, reçineleri seyrelterek ve gerekli takviye miktarını azaltarak bileşim
maliyetini düşürmektedir.
• Dolgulu reçinelerin mekanik direnci daha yüksek olma eğilimindedir.
• Dolgular, reçine ve takviye malzemeleri gibi laminatı oluşturan ana yapısal
komponentler arasındaki yük dağılımına hizmet ederek, CTP’nin mekanik ve
fiziksel performansını arttırmaktadır.
• Laminat üzerindeki her bir noktanın aynı özellikleri taşıması dolgu malzemelerinin verimli kullanılması suretiyle arttırılabilir.
• Reçinenin çatlama dayanımı ve çatlamaların önlenmesi özellikleri dolgu kullanılarak arttırılabilir.
• Dolgu malzemelerinin farklı partikül boyutlarında kombinasyonu, yüksek ısı ve basınç ortamında hazır bileşimin daha homojen olmasını sağlamaktadır.
• Ağırlıkça hafif dolgu malzemeleri, genellikle denizcilikte kullanılan yapıştırma
macunlarında ve taşımacılık sektöründe kullanılmaktadır. Bu tür dolgu malzemeleri, üründe ağırlık artışı olmaksızın performansı yükselten en düşük maliyeti sağlamaktadır.
DOLGU MALZEMELERİNİ SEÇMEK
Dolgu malzemeleri genellikle kalıplanan parçaların performans ve maliyet unsurları dikkate alınarak seçilmektedir. Bir dolgu malzemesinin seçiminde kimyasal bileşenler, partikül hacmi ve seçilmesi olası malzemelerin hacmi gibi faktörler önem kazanmaktadır. Aynı şekilde kompozit ürünün bulunacağı ortam da dikkate alınması gereken bir husustur. Örneğin; son ürün mineral asite maruz kalacaksa, kalsiyum karbonat gibi asitlerden etkilenecek olan dolgu malzemeleri kullanılmamalıdır. Eğer son ürünün alev dayanımlı veya ark dayanımlı özelliklere sahip olması gerekiyorsa, dolgu malzemesi seçimi kil veya kalsiyum karbonat ile hidrit alüminyum oksit’in karışımı olması gerekir. Yüksek yüzey alanı özellikleri nedeniyle, düzgün yüzey görünümü vermek amacıyla kil sıkça kullanılan bir malzemedir.
DOLGU MALZEMELERİNİN PRENSİPLERİ
Dolgulu reçine sistemlerinde verimliliğin en yüksek düzeyde sağlanabilmesi için dolgu malzemelerinin kombinasyonu sıklıkla tercih edilmektedir. Teoride kil gibi daha küçük hacimli malzemeler, daha büyük hacimli dolgu malzemeleri (hidrit alüminyum oksit, kalsiyum karbonat v.s) arasındaki boşluklara girer. Geri kalan hacmi polyester reçine dolgu malzemelerini bağlayarak doldurur.
Son olarak ise kompozit haldeki bu karışım yapısal olarak elyaf ile takviye edilmektedir. Bu durum daha geniş taşların ve çakılların arasına daha küçük hacimdeki kum tanelerinin yerleştirildiği sıkıştırılmış dolgu uygulamalarının olduğu beton malzeme sistemine benzerlik göstermektedir. Kum tanecikleri arasındaki boşluklar daha sonra bağlayıcı çimento ile doldurulmaktadır.
YÜZEY İŞLEMLERİ BAZI DOLGU MADDELERİNİN GELİŞMESİNİ SAĞLAMAKTADIR
Bir bağlayıcı (coupling agent) aracılığıyla partiküllerin yüzey alanına yapılan işlemlerle dolgu maddeleri kimyasal olarak modifiye edilmektedir. Bu tür bağlayıcılar reçine ile dolgu maddeleri arasındaki kimyasal bağın artmasını sağlayarak reçine tüketimini azaltmaktadır.
ÖZET
Kompozit ürünlerde dolgu malzemelerinin etkin kullanımı ürün performansını yükseltmekte, üretim maliyetini azaltmaktadır. Kompozit ürünler için gereken birçok özelliği bir arada sağlayabilen dolgu sistemleri mevcuttur. Alevlenme, duman yayma, çekme kontrolü, ağırlık dağılımı ve fiziksel özellikler özel ve yaygın amaçlı kullanımı olan dolguların karışımı olan bir dolgu paketi ile kullanılarak modifiye edilebilir. Malzeme, proses, tasarım ve maliyeti etkileyen bu çok önemli kompozit girdileri ile ilgili olan ürün teknik bilgileri üretici firmalardan sağlanabilmektedir.
MÎNERAL DOLGU MADDELERİ
Termoset reçine sistemlerinde sertleşme özelliklerini değiştirmek için çok çeşitli mineral dolgu maddesi kullanılır. Bunlar genellikle doğal kaynaklardan çıkartılırlar. Mineraller öğütülüp, elenerek veya rafinasyon ile saflaştırılarak uygun dolgu maddesi haline getirilirler.
Karbonatlar
Kalsiyum, magnezyum veya kalsiyum magnezyum karbonat karışımları dünyanın çeşitli yörelerinde doğal olarak çok miktarda bulunurlar. Bunlar laminat ve döküm uygulamalarında yaygın şekilde dolgu maddesi olarak kullanılırlar.
Kalsiyum Karbonat
Poliyester reçine sistemleriyle birlikte en çok kullanılan dolgu maddesi kalsiyum karbonattır. Doğada tebeşir, kireç taşı ve mermer şeklinde bulunur ve az miktarda olmak kaydı ile de başka mineralleri içerebilir. Yüksek saflıkta kalsiyum karbonat eriyikten çöktürme yoluyla hazırlanır. Partikül çapları üretim metoduna bağlıdır. 0,05 mikron partikül çaplı son derece ince zerrecikler çökeltme yoluyla hazırlanırlar. Kalsiyum karbonat dolgu maddeleri, normal olarak geniş yüzeyler nedeniyle yüksek reçine absorbsi-yonu olduğu zaman kullanılırlar. Yarı amorf şekilde kalsiyum karbonat kalsit şeklindeki kalsiyum karbonatlar daha yüksek reçine emme özelliğine sahiptir. Kalsiyum karbonat çeşitleri, stea-ratlarla ve reçine emülsiyonları ile kaplamalarda dolgu maddesi olarak daha yüksek oranlarda kullanılabilirler.
Hamur veya levha hazır kalıplama bileşimlerinde genellikle dolgu maddesi olarak kalsiyum karbonat kullanılır. Bu gibi bileşimler son ürünün kuvvetli asitlere dayanması gerektiği zamanlarda kullanılmamalıdır.
Aşındırıcı dolgu maddeleri olmaması sayesinde kalsiyum karbonat dolgu maddesi kullanılan sertleşmiş reçine sistemleri kolayca işlenebilmektedir.
| Kristal şekli |
Kalsit-Rombohedral-Özgül Ağırlık 2,71 Aragonit-Ortorombik-Özgül Ağırlık 2,93 (Aragonit ısıtma ile kalsite dönüşür) |
| Mevcut dolgu maddeleri |
Tebeşir/Taş, Toz, Taneli Taşma bağlı olarak saflığı değişir Yarı amorf Kireçtaşı-Kalsit esaslı Magnezyum karbonat Silikatlar, killer, demir bileşikleri ve organik maddelerle birlikte karışık halde olabilir. Kuru veya yaş öğütme ile elde edilir. Mermer-Kireçtaşının doğal olarak ısı ve basınç etkisi altında kalmasından meydana gelmiş çok kristalli kalsittir. Yaş veya kuru öğütme ile elde edilir. Çökelti-Yüksek saflık. Kalsit ve aragonitin karışımından meydana gelmiştir. |
| Magnezyum Karbonat | Doğada magnezit (MgCO3) veya dolomit (MgCO3) şeklinde bulunur. Sulu eridikten çöktürme yoluyla hazırlanan saf magnezyum karbonat, düşük ısı etkisinde hafif bir karbonat meydana getirir. Genellikle for-mülünün MgCO3.Mg(OH)2.3H2O olduğu kabul edilir. Isı ve konsantrasyon yükseldikçe molekül ağırlığı yüksek karbonat oluşur. Formülünün MgCO3 Mg (OH)24HO20 olduğu kabul edilir. Magnezyum karbonat reçine sistemlerinde antimon trioksit ile birlikte alev geciktirici dolgu maddesi olarak kullanılabilir. |
Silika ve Silikatlar
Silika (Sı02) yeryüzünde en çok rastlanan maddelerden biridir. Kuartz gibi kristal yapıda (gerçek saf silikat) ve daha az saflıkta kum ve çakıl şeklinde bulunur.
Kum ve Toz Slikat
Yıkanmış kurutulmuş ve sınıflandırılmış kum silikat, poliyester ve epoksi reçine sistemleri için dolgu malzemesi olarak kullanılır. Kalıplama döşeme kaplaması gibi uygulamalarda ve beton harcı olarak kullanılır.
Öğütülmüş silikat veya toz kuartz yüksek aşınma dayanımı gerektiği zaman dolgu maddesi olarak kullanılır. Düşük ısı genleşmesi ve iyi elektriksel yalıtkanlık özelliği gösterirler. Elektrik alanında uygulamalarda epoksi reçine sistemleri için dolgu malzemesi olarak çok kullanılır.
Silika çok aşındırıcı bir dolgu malzemesidir ve proses esnasında kalıp yüzeyine zarar verebilir. Bundan dolayı silika dolgu malzemeli ürünlerin işlenmesi çok zordur. İşlenebilmeleri için tungsten karbür veya elmas kesme aygıtları kullanmak gerekir.
Talk
Talk, sulu magnezyum silikattır ve çok yumuşak bir mineraldir. Termoset reçine sistemlerinde kullanıldığı zaman elektriksel yalıtkanlığı ve ısı rutubet dayanımı sağlar. Talk dolgu malzemeli sistem mekanik olarak, kolay işlenebilir. Levha ve hamur hazır kalıplama bileşimlerinde dolgu maddesi olarak kullanılabilir.
Kalsiyum Silikat
Doğada Wollastonit metasilikat olarak bulunur. Termoset reçine sistemlerinde değişik boyutlarda dolgu malzemesi olarak kullanılır. Genellikle boya bileşimlerinde kullanılan bu malzeme reçine sistemlerinde iyi elektrik ve ısı yalıtkanlığı sağlar.
Kieselgifhr
Diatomik fosil kalıntılarda bulunan silikattır. % 70-90 sulu silikat, geri kalanı katışık maddelerdir.
Termoset reçine sistemlerinde ısı dayanımını attırmak, elektriksel özellikleri düzenlemek için dolgu maddesi olarak kullanılır. Gözenekli yapısından dolayı diğer silikatların kullanılmasıyla elde edilen bileşimlerden daha düşük dansiteli bileşimler elde edilir. Aşındırıcı dolgu maddelerindendir ve kalıp yüzeyini bozar. Dolgulu sistemin mekanik olarak işlenmesi zordur.
Zirkon
Zirkon veya zirkonyum silikat çok yüksek aşındırma dayanımı gerektiği hallerde dolgu maddesi olarak kullanılabilir. Çünkü zirkonyum. dolgulu sistem mekanik olarak son derece zor işlenir. Yüksek oranda dolgu kullanılabilmesi mümkündür.
Alüminyum Silikatlar ve Killer
Bu bölüm kaoleni, bentonit'i, arduvaz'ı, mika'yı, vermiculite'i ve sünger taşını içerir. Hepsi termoset reçine sistemlerinde, akmayı kontrol etmek ve tiksotropi sağlamak için dolgu malzemesi olarak kullanılabilir. Arduvaz çoğunlukla CTP kalıp yüzeyinde dayanımı sağlamak için kullanılır.
Kaolen
Kaolen'in temel bileşimi alüminyum silikattır. İçinde başka metal atomları da mevcuttur. Normal olarak termoset reçine sistemlerinde dolgu maddesi olarak kullanılan kaolen, ince beyaz tozdur. Yapışı nedeniyle düzgün, çok parlak yüzeyler gerektiğinde kullanılabilir. Son derece ince olarak, akmayı kontrol etmek ve tiksotropi sağlamak için katkı maddesi olarak kullanılabilir. Üstün elektriksel özellikler gerektiğinde kalsine edilmiş kaolen kullanılabilir.
Bentonit
Bentonit muhtelif metal atomları içeren bir tür kildir. Çok zayıf bağ yapışı nedeniyle kolayca parçalanabilir. Bentonit başlıca kaplama uygulamalarında kalınlaştırıcı malzeme olarak kullanılır.
Arduvaz
Arduvaz kesif tortulu kildir. Toz şeklinde aşınma dayanımı sağlar. Gri dolgu maddesi çoğunlukla CTP kalıp yüzeyinin dayanıklı olması için kullanılır.
Arduvaz dolgu maddeli bileşimler mekanik uygulamalarda zorluk çıkarırlar ve işlenebilmeleri için özel aparatlar kullanılmasını gerektirirler.
Mika
Mika potasyum alüminyum silikat bileşenlerinden meydana gelmiştir. Potasyum atomları silikat katları arasında zayıf bağlar kurarlar. Bunun neticesinde kalınlığı 25 mikrondan daha az ince levha yapışı oluşur. Bu levhalar mükemmel dielektrik dayanımı, düşük ısı iletimi ve iyi bükülme özellikleri gösterirler. Mükemmel elektriksel özelliklerinden dolayı, toz mika elektrik endüstrisinde termoset reçineler için dolgu maddesi olarak geniş uygulama alanları bulur. Mika, elektriksel özellikleri, ısı, çatlama ve rutubet dayanımım yükseltir. Sıvı reçine sistemi içerisinde dibe çökmeme özelliği vardır. Laminatta mika, rijiditeyi arttırır; üstün boyutsal stabilite verir ve maliyeti düşürür. Püskürtme, el yatırması yöntemleri ve hazır kalıplama bileşimleri formülasyonunda mika kullanılabilir.
Kalsiyum Alüminyum Silikat
Kalsiyum alüminyum silikat yüksek sertlikte, katı, beyaz dolgu maddesidir. Fakat zerreleri silikalardan daha az köşelidir. Bundan dolayı daha az aşındırıcıdır ve toz silikalara alternatif olarak kullanılabilir.
Vermikülit
Vermikülit kristal yapıda ve sert tabakalara ayrılabilme özelliğine sahip olan doğal bir silikattır. Isıtıldığında su kaybeder ve on kere civarında hacim genişlemesine uğrar, düşük ağırlıklı granüler bir malzeme haline dönüşür. Hafifliğin önemli olduğu uygulamalarda poliyester ve epoksi reçine sistemleri için vermikülit düşük dansiteli dolgu maddesi olarak kullanılır. CTP kalıpların arka yüzünün takviyesi önemli bir uygulama alanıdır.
Sünger Taşı
Sünger taşı çok hafif, gözenekli, volkanlardan püskürtülen lavlardaki volkanik silikattır. Su üzerinde yüzebilir. Reçine sistemlerinde hafif dolgu malzemesi olarak kullanılabilir.
CAM DOLGU MADDELERİ
Cam, termoset reçine sistemlerinde dolgu maddesi olarak çeşitli biçimlerde kullanılabilir. Elyaf halinde, termoset reçine sistemleri için başlıca elyaf takviye malzemesidir. (Bakınız Bölüm 14) Kullanılan diğer cam biçimleri; katı, içi boş küre, pul ve toz cam şeklinde olabilir.
Katı Cam Kürecik
Ballatoni olarak bilinen ve çapları 20 mikrondan 1000 mikrona kadar değişen katı cam kürecikler mevcuttur. Soda camından (A camı) yapılmışlardır. Reçine sistemine yapışmasını sağlamak için üzerleri silikon bağlayıcı ile kaplanmış olarak da üretilebilir. Düşük reçine absorbsiyonu ve küresel biçimlerinden dolayı viskoziteyi çok arttırmadan yüksek oran-I da kullanılabilirler.
Laminat sistemlerde kullanıldığı zaman, Ballantoni cam taneleri laminatın içerdiği cam miktarım arttırır ve bunun neticesinde eğilme mukavemeti ve modülünde yükselme meydana getirir. Yüksek oranda cam içermesi nedeniyle su absorbsiyonu azalır, kimyasal ve aşınma dayanımı yükselir.
Boş Cam Küreler
Piyasada, dansiteleri 0,15'den 0,38 gr/cm3'e kadar değişen, partikül çapları 20 mikron ile 130 mikron arasında değişen içi boş cam küleler mevcuttur. Laminat sistemlerde dolgu maddesi olarak kullanılabilirler ve normal püskürtme aygıtları kullanılarak reçine ile birlikte püskürtülebilirler. Sisteme % 10 oranına kadar katılabilir. Daha yüksek oranlarda kullanılabilmesi için püskürtme aygıtlannda modifikasyon gerekir. Düşük dansiteli olduklarından cam kürecikler reçine yüzeyinde yüzme eğilimi gösterirler. Bundan dolayı homojen karışım elde edebilmek amacı ile devamlı karıştırmak gereklidir. İnce çeperli cam küreciklerin içi boş olduğundan çok hızlı karıştırmayla hasar görebilirler ve bu nedenle yüksek kesme gerilimlerinden kaçınmak gereklidir.
Boş kürelerin kullanılmasınm bir avantajı, sertleşmiş reçine siste-minde görülen dansite düşmesidir. Bu dolgu malzemeleri laminatta hafif çekirdek meydana getirmek amacı ile kullanılabilirler. Sertleşmiş parça kolayca işlenebilir.
Pul Camlar
Pul camlar jelkot ve topkot sistemlerde, yüzeyde paralel olarak yerleşerek zengin bir cam tabakası meydana getirmek için kullanılırlar. Bu yöntemle su ve kimyasal maddelere dayanım sağlanır. Ay rica yıpranma ve aşınma dayanımı da sağlanır. Tipik pul kalınlıkları 3-4 mikrondur, boyları ise 0,4, 0,8 ve 3,2 mm'dir.
METAL OKSİT DOLGU MADDELERİ
Termoset reçine bileşimlerinde çeşitli metal oksitleri dolgu malzemesi veya pigment olarak kullanılırlar. Pigment olarak kullanıldıklarında, üç merdaneli, değirmenli, yuvarlak değirmenli veya yüksek hızlı karıştırıcılarla veyahutta boya üretiminde kullanılan yöntemlerden herhangi birisiyle tam olarak karıştırılmalıdır. Bazı durumlarda karışım kolaylığı için mikron seviyesinde ticari olarak bulunabilirler.
Alüminyum
Alüminyum (Al203) boksitten elde edilir. Isı iletkenliğini, sertliği ve aşınma dayanımım yükseltmek amacı ile dolgu maddesi olarak kullanılırlar. İsı genleşme katsayısı düşük, kimsayal olarak inert bir maddedir. Kalsine edilmiş boksit poliyester ve epoksi reçine uygulamalannda düzgün yüzey ve kaygan olmayan yüzeyli laminat elde etmek için kullanılırlar.
Alüminyum Hidroksit
Alüminyum hidroksit Al(OH)3 alev geciktirici dolgu malzemesi olarak kullanılır. Fakat bu amaca hizmet edebilmek için yüksek oranda kullanılmalıdır. 200°C üstünde alüminyum oksite (alümin)'e dönüşür. Alev geciktirici özelliği bu dönüşümden kaynaklanmaktadır. Oluşan su buharı, yanmayı sağlayacak olan oksijeni yok eder ve alevi örter. Holojenli bi-leşiklere gerek duyulmadan da alüminyum hidroksit yanmazlığı sağlayabilmektedir. Diğer alev geciktirici katkı malzemeleri ile karışım halinde de daha düşük oranlarda da kullanılabilir.
Antimon Trioksit
Antimon trioksit poliyester reçine sistemlerinde alev geciktirici olarak kullanılır. Yanma sırasında yanmayı sağlayacak oksijeni yok edecek uçucu antimon klorür veya antimon bromür haline dönüşmek üzere halojenli bileşiklerle beraber kullanılır. Beyaz renkli olması nedeniyle pigment olarak da kullanılabilir ve ışık geçirgen olmayan beyaz sistemler meydana getirir. Aynı zamanda halojen ihtiva eden epoksi sistemlerde de aynı amaçlarla kullanılabilir.
Demir Oksit
Çeşitli demir oksitleri pigment ve dolgu maddesi olarak reçine sistemlerinde kullanılırlar. Renkleri kimyasal bileşimlerine bağlı olarak siyah, kahverengi, kırmızı, sarı olabilir. Benzer şekilde yoğunlukları da değişiklik gösterir. Fe203için 5,11; doğada bulunan sarı oksit için 3,4'dür.
Kurşun Oksit
Kurşun oksitler genellikle, reçine sistemlerinde, kaplama uygulamalarından önceki astar olarak kullanılırlar. (PbO) ve (Pb304) olarak kullanılmaktadır.
Magnezyum Oksit
Magnezyum oksit, sertleşmiş termoset reçine sistemlerinde ısı dağılımım iyileştirmek için dolgu maddesi olarak kullanılabilir. Poliyester, levha hazır kalıplama bileşimlerinde viskozite arttırıcı malzeme olarak da kullanılabilir. Poliyester reçine sistemlerine katıldıklarından kısa bir süre sonra, viskozitede büyük bir artış meydana getirirler. Viskozite artışı için belli bir sürenin geçmesi reçine sistemlerin levha biçiminde işlenebilmelerine imkan veren bir avantajdır. Hazır kalıplama bileşimi levhalar hazırlandıktan hemen sonra sertleşmeli ve elle tutulabilen hale gelebilmeli ve kesilebilmelidir.
Titanyum Dioksit
Saf titanyum dioksitin rutil ve anataz olmak üzere iki kristal şekli vardır. Plastik uygulamalar için önemli olan rutil şeklindeki kristal yapısıdır. Titanyum dioksit yüksek miktarda dolgu maddesi olarak kullanılabilir. Genellikle beyaz pigment olarak kullanılır ve standart beyaz pigment olarak kabul edilir. Aynı zamanda önemli bir UV absorbiayıcısı olarak kullanılır ve sertleşmiş reçinelerde hava şartlarına dayanımı arttırır.
Çinko Oksit
Çinko oksit reçine sistemlerinde pigment olarak kullanılabilen bir başka beyaz oksittir. Aynı zamanda sertliği ve sıcaklık stabilitesini sağlar. Titanyum oksit kadar iyi bir beyaz pigment değildir.
Zirkonyum Oksit
Zirkonyum oksit özellikle epoksi reçine sistemlerinde dielektrik özellikleri arttırmak amacı ile dolgu maddesi olarak kullanılır. Aynı zamanda pigment olarak da kullanılabilir.
METALİK TOZ DOLGU MADDELERİ
Toz halindeki metal dolgu maddeleri reçine sistemlerine dekoratif görünümü sağlamak veya elektriksel veya ısı iletimi gibi bazı özelliklerin arttırılması amacı ile ilave edilebilirler.
Pul, pul veya toz halinde çeşitli metaller ticari olarak bulunabilir. Birçok mineral dolgu malzemelerinden daha pahalı oldukları için metal dolgu maddeleri ancak spesifik avantajlar sağladıkları zaman kullanılabilirler.
Genellikle kullanılan metalik dolgu maddeleri uygulama alanları ile birlikte aşağıdaki tabloda sıralanmıştır.
Kitlesel dansiteleri, partikül çapları ve biçimlerine bağlıdır ve gerçek dansitelerinden çok düşük değerlerde olabilir. Metalik dolgu malzemelerinin epoksi reçine sistemlerinin sertleşme mekanizmasında etkileri çok azdır veya hiç yoktur. Fakat poliyester reçine sistemlerinde sertleşmeyi çabuklaştırır veya geciktirir. Bundan dolayı kullanılacak dolgu maddesinin sertleşme derecesi ve sertleşme özellikleri üzerindeki etkilerim göz önüne almak gerekir. Üretim için belli kaynaklardan elde edilen belli dolgu maddesi tipi kullanılmalıdır. Çeşitli kaynaklardan elde edilmiş dolgu maddelerinin etkileri farklı olabilir.
DİĞER DOLGU MADDELERİ
Diğer sınıflamalarda rastlanmayan çeşitli dolgu maddeleri kullanılır.
Tablo - Metal Dolgu Maddeleri
| Metal Dolgu Maddesi |
Spesifik Yoğunluk |
Uygulama ve Avantajları |
| Alüminyum | 2.7 |
Pul ve toz. Dekoratif, darbe direncini, ısı ve elektrik iletkenliğini arttırır. |
| Bronz | -- | Dekoratif |
| Bakır | 8.9 | Dekoratif, ısı ve elektrik direncini arttırır. |
| Demir | 7.8 | Manyetik, aşınma direncini arttırır. |
| Kurşun | 11.3 | Radyasyon koruması ve ses yalıtımı. |
| Gümüş | 10.5 | Dekoratif, elektrik ve ısı iletkenliğini arttırır. |
| Paslanmaz Çelik | 7.9 | Toz ve pul. Dekoratif, aşınma dayanımını arttırır. |
| Çinko | 7.1 | Demir ve çeliğin korrozyondan korunumunu sağlar. |
Bunlardan bazıları aşağıda sıralanmıştır:
Baryum Sülfat
Baryum sülfat veya barit (BaSO4) termoset reçine sistemlerinde genel amaçlar için kullanılabilir. Kaplama sistemlerinde beyaz pigment olarak kullanılır. Dolgu maddesi olarak baryum sülfat kullanılan sistemler, X ışınlarım geçirmezler.
Baryum Titanat
Baryum titanat epoksi reçine dökümlerde düşük dielektrik sabitlik özelliği gerektiğinde dolgu maddesi olarak kullanılır.
Kalsiyum Sülfat
Alçı taşı (CaSO4,ZH2O) ve alçı (CaSo4, l /2H2O) şeklinde kalsiyum sülifat dolgu maddesi olarak kullanılabilir. Son belirtilen şekilde kalsiyum sülfat reçine sistemi içindeki su zerreciklerini absorblamaya yarar. Plastik maddelerde kullanılan bazı reklendiricileri kuvvetlendirmek için kullanılabilirler.
Karbon Siyahı
Değişik cins ve nitelikte karbon siyahı, reçine sistemlerinde pigment olarak kullanılır. Yüzey ve hacim direncini azaltmak, statik toplanmaya mani olmak için de kullanılabilirler. Bu itibarla asetilen siyahı, epoksi reçine sistemleri ile çok iyi sonuç verir. Bazı tür karbon siyahı, sertleşmeyi önleyebileceğinden, poliyester reçine sistemleri ile dolgu maddesi olarak kullanıldığında bu husus göz önüne alınmalıdır.
Grafit
Grafit sertleşmiş reçine sistcmindc elektrik iletimini yükseltmek için siyah pigment olarak kullanılır.
İçi Boş Karbon Kürecikleri
İçi boş karbon kürecikler ticari olarak üretilmektedir. Partikül çapı dağılımı 200 mikron civarındadır. Hafif elektrik iletkeni dolgu maddesi olarak kullanılabilirler. Mükemmel kimyasal dayanım ve ısı stabilitesi sağlar. Grafitin gerçek dansitesinin 0,4 gr/cm3 olmasına karşılık içi boş küreciklerin dansitesi bu değerin yarısıdır.
Fenolik Kürecikler
Fenolik kürecikler, fenolik reçinenin, çok küçük içi boş küre halinde üretilmiş şeklidir. Kalıpların takviyesinde veya ince laminat üretiminde kullanılabilen düşük ağırlıklı, uygun rijit yapı sağlayan bir dolgu maddesidir.
VİSKOZİTE ARTTIRICI KATKI MADDELERİ
El yatırması veya püskürtme yöntemlerinde karşılaşılan başlıca problemlerden bir tanesi eğimli ve dik düzeylerde reçine akmasıdır. Bunun neticesinde reçine/cam oranında önemli değişmeler olur ve laminatın bazı kısımları reçinece zengin olur, bazı kısımları ise yeterli reçineyi almamış olarak kalabilir. Bu nedenle laminatın mekanik özelliklerinde önemli farklılıklar meydana gelebilir. Bu problemi gidermek için kullanılan en etkili yöntem, reçineyi tiksotropik hale getirmektir. Böylece kolay işlenebilir nitelikteki reçine,dik yüzeylerde akmadan takviye malzemesi gerektiği biçimde ıslatabilir. Bu şekilde homojen bir laminat üretilebilir.
Poliyester üreticilerinin büyük bir çoğunluğu değişik tiksotropi değerlerinde bir ürün yelpazesine sahiptirler. Ayrıca reçinelere katılarak istenilen derecede tiksotropi elde etmek üzere, viskoz tiksotropik pastalar da ticari olarak bulunmaktadır.
Viskozite arttırıcı katkı maddelerinin en uygunlarından biri silika aerojeldir. Bunun 0,015 mikron civarında çok küçük partikül çapı ve çok yüksek yüzey alanı vardır. Tiksotropiyi sağlamak için, genellikle % 2 civarında katılması yeterlidir. Poliyester ve epoksi reçinelerle tesirli şekilde kullanılabilir. Etkisini kuvvetlendirmek için, düşük oranda su veya glikol ilavesi gerekebilir.
Epoksi reçine sistemleri ile, tiksotropiyi sağlamak için, viskozite arttırıcı katkı maddesi olarak silika aerogel kullanıldığında, küçük miktarda (% 0,5) trietanolamin asetat, polihidrik alkol veya su ilavesi gerekebilir.
Poliyester reçine sistemleriyle kullanılan diğer viskozite arttırıcı maddeler arasında, hidrojene edilmiş hint yağını, uzun zincirli alifatik amin'i, modifiye edilmiş bentonit killerini sayabiliriz. Diğer bazı dolgu maddeleri reçinelere katıldıklarında değişik mertebelerde viskozite arttırırlar, ancak bu maddelerin silika aerogel'e oranla daha fazla katılması gerekir ve poliyester reçinelerin reaktivitelerini önemli ölçüde değiştirirler. Bunlara örnek olarak kaolen'i ve çeşitli metal oksitleri gösterebiliriz.
ALEV GECİKTİRİCİ DOLGU MADDELERİ
Bahis 9 ve 11'de sözü edilen kromlu ve bromlu bileşiklerden başka, çeşitli inorganik malzemeler tek basma veya halojenli organik bileşiklerle birlikte kullanılabilirler. Bunlar antimon trioksit, alüminyum hidroksit ve çeşitli borat ve fosfatları içerirler.
Alev geciktiricilikle sertleşme özellikleri arasındaki dengeyi sağlamak üzere, alev geciktirici katkı malzemeleri, reçine üreticileri tarafından poliyester reçine sistemlerine katılır. Özelliklerdeki bu denge genellikle birden fazla alev geciktirici katkı malzemesini kullanmakla mümkün olur ve uzun süreli geliştirme çalışmaları sonunda sağlanabilir. Alev geciktiricilik, sisteme inert dolgu maddeleri katılarak ve laminattaki reçine miktarım düşürerek daha da arttırılabilir.
Poliyester reçine sistemleri ile çoğunlukla, klorlu bileşikler, epoksi reçine sistemleri ile bromlu bileşikler kullanılır. (Elektriksel uygulamalarda klorlu bileşimler tercih edilmez; bunun yerine bromlu epoksi reçineler kullanılır.)
Antimon Trioksit
Alev geciktiriciliği sağlamak için halojenli reçinelere katılarak kullanılan yüksek yoğunlukta tozdur. Yalnız ışık geçirgen olmayan laminat üretiminde kullanılabilir. Poliyester ve epoksi sistemlerde aynı oranda etkilidir.
Yanma esnasında antimon trioksit mevcut halojenle reaksiyona girer ve yanma için gerekli oksijeni ortamdan çekerek, uçucu antimon klorür veya antimon bromür haline dönüşür.
Alüminyum Hidroksit
Alev geciktiriciliği sağlamak için tek basma kullanılan beyaz bir tozdur. 200° C civarında alümina ve su olarak ayrışır ve oluşan su buharı alevi bastırır. Alüminyum Trihidrad diye bilinir.
PİGMENTLER VE BOYALAR
Polyester ve epoksi reçine sistemleri şeffaf boyalarla veya pigmentlerle renklendirilebilirler. Boyalar poliyester reçine sistemlerinde kullanıldıklarında sistemle uyumlu olmalıdırlar ve peroksit katalizörlerle kendi arasında reaksiyon vermemelidirler. Epoksi reçinelerle kullanılma durumunda ise, aminle ve anhidrit sertleştiriciyle kendi arasında reaksiyon vermemelidirler.
Normal olarak şeffaf boyalar, stiren veyadibütil ftalat gibi uygun bir çözücüde çözülmüş olarak reçine sistemine katılırlar. Kullanım oranı % 0,01 ila 0,2 arasındadır.
Pigmentler ticari olarak toz halinde veya poliyester epoksi gibi reçinelerde veyahut ftalat plastifiyanlarda dispersion halinde bulunmaktadır. Ayrıca karıştırma aygıtı veya karıştırma işlemi gerektirmemesi nedeni ile üreticilerin büyük bir çoğunluğu dispersion halindeki pigment pastaları tercih ederler.
Pigmentler reçine sisteminde tam olarak dağıtılmalıdır. Bu işlem gerektiği şekilde yapılmaz ise, özellikle jelkot ile kullanıldığında, düzensiz renkler veya çizgiler belirebilir.
Pigment pastalar, toz pigmentlerin, merdaneli değirmenlerle,yuvarlak değirmenlerle, yüksek hızlı karıştırıcılarla veyahut boya üretiminde kullanılan aygıtlardan herhangi biriyle, uygun reçine veya plastifiyan içerisinde karıştırılmasıyla elde edilirler. Pastalar renklendirici pigmentin özelliğine ve istenilen rengin koyuluğuna bağlı olarak % 2 ile % 10 arasında kullanılır.
Bazı pigmentlerin poliyester sistemleri ile kullanıldıklarında hızlandırıcı veya geciktirici etkileri olabilir. Bunun için yeni bir pigment kullanıldığında etkisini test etmek ve yeterli hızlandırıcı miktarım tesbit etmek gerekir. Pigmentlerin, epoksi reçine sistemlerinin sertleşmesinde hızlandırıcı veya geciktirici etkileri genellikle yoktur.
Üreticilerin gereksinmelerini karşılayacak çeşitlilikte renklendirilmiş pigment pastalar piyasada mevcuttur. Renk pastalanmn reçineyi renklendirmesinde, sertleşmenin renk üzerindeki etkisi göz önüne alınmalıdır. Bu nedenle, renkler sıvı reçine sisteminde değil, sertleşmiş reçine sisteminde test edilmelidir.
Her pigment pasta her türlü reçine sistemleri için uygun değildir. Hangisinin uygun olduğu deney sonucu seçilmelidir. Büyük ölçüde kullanıma geçilmeden önce deneme yapılarak uygunluk test edilmelidir. Dekoratif etkiler için normal pigment ve boyalar dışında sedefli ve metal pullu pigmentler de mevcuttur. Dekoratif etkisini bozmamak için, bu tür pigmentler dispersion sırasında ezilmezler. Bu tür pigmentler en çok poliyester düğme üretiminde kullanılırlar.
ETİKETLER : ALÜMİNYUM HİDROKSİT MSDS,ALÜMİNYUM HİDROKSİT NERELERDE KULLANILIR,ALÜMİNYUM HİDROKSİTİN ÖZELLİKLERİ,ALÜMİNYUM HİDROKSİT NASIL KULLANILIR,ALÜMİNYUM HİDROKSİT KİMYASAL FORMÜLÜ,ANTİMON TRİOKSİT MSDS,ANTİMON TRİOKSİT NASIL KULLANILIR,ANTİMON TRİOKSİT NERELERDE KULLANILIRİSÜNGER TAŞI NASIL KULLANILIR,SÜNGER TAŞI NERELERDE KULLANILIR,SÜNGER TAŞI ÖZELLİKLERİ,MİKA NERELERDE KULLANILIR,MİKANIN ÖZELLİKLERİ,MİKA NASIL İŞLENİR,KAOLEN NERELERDE KULLANILIR, KAOLEN NASIL KULLANILIR, KAOLEN MSDS.KAOLEN VE KULLANILDIĞI ALANLAR,BENTONİT MSDS.BENTONİT NERELERDE KULLANILIR,BENTONİT NASIL KULLANILIR,BENTONİTİN İŞLENMESİ,BENTONİTİN KULLANIMI,KALSİYUM SÜLFAT NEDİR,KALSİYUM SÜLFAT MSDS,KALSİYUM SÜLFAT KİMYASAL VE FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ,KALSİYUM SÜLFAT NERELERDE KULLANILIR,MAGNEZYUM KARBONAT NERELERDE KULLANILIR,MAGNEZYUM KARBONAT ANSIL KULLANILIR,MAGNEZYUM KARBONAT KİMYASAL ÖZELLİKLERİ,KALSİYUM KARBONAT MSDS.KALSİYUM KARBONAT ÖZELLİKELRİ,KALSİYUM KARBONAT NERELERDE KULLANILIR,KALSİYUM KARBONAT NASIL KULLANILIR.
HAMMADDELER ANSİKLOPEDİSİ
