Talkın Yüzey Özelliklerine Öğütmenin Etkisi

Abstract

En önemli endüstriyel hammaddelerinden birisi olan talk, yumuşak ve tabakalı yapıda olması, doğal halde su sevmez (hidrofob) olması ve yağ adsorpsiyonunun yüksek olması gibi özelliklerinden dolayı boya, kâğıt, plastik ve kozmetik endüstrilerinde dolgu hammaddesi olarak ya da ürüne ekstra özellik kazandırmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada kuru öğütme işleminin talkın yüzey özelliklerine (temas açısı ve serbest yüzey enerjisi), yağ adsorpsiyonuna ve beyazlığa etkisi araştırılmıştır. Bu kapsamda, öğütme parametreleri (bilya şarjı, bilya boyutu, malzeme şarjı, titreşim frekansı ve titreşim genliği) sabit tutularak titreşimli bilyalı değirmende farklı sürelerde (5-150 dak.) öğütme yapılmıştır. Sonra, preslenerek tablet haline getirilen her bir numune üzerinde damla yayınımı (sessile drop) yöntemi kullanılarak farklı sıvılarla (Su, Formamid, Diiodometan ve Etilenglikol) temas açısı ölçümleri yapılmış ve bu temas açısı verileri kullanılarak Zisman, Fowkes ve Van-Oss Asit-Baz yöntemlerine göre serbest yüzey enerjileri (mJ/m2) hesaplanmıştır. Ayrıca her bir numune üzerinde yağ adsorpsiyonu deneyleri ve renk ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, tüvenan numunenin su ile temas açısı 63,80 ve Zisman yöntemine göre hesaplanan serbest yüzey enerjisi 37,37 mJ/m2’dir. En düşük (59,30) ve en yüksek (70,770) temas açıları ise sırasıyla 5 ve 15 dakika öğütülen talk numuneleri üzerinde ölçülmüş ve ayrıca 30 dakikadan sonra gerçekleştirilen öğütme işleminin talkın, gerek temas açısı ve gerekse serbest yüzey enerjisi değerleri üzerinde bir etkisinin olmadığı tesbit edilmiştir. Öte yandan, talkın “öğütme süresi/serbest yüzey enerjisi” eğrileri ile “öğütme süresi/temas açısı” eğrileri aynı davranışı sergilemiştir. Ancak, farklı yöntemler (Zisman, Fowkes ve Van Oss Asit – Baz) kullanılarak hesaplanan serbest yüzey enerjisi değerleri arasında %4-25 oranında farklılıklar olduğu görülmüştür. Ayrıca öğütme sonrası yüzey alanındaki artışa parallel olarak talkın yağ adsorbsiyonu değerinin arttığı ve beyazlığının da artığı belirlenmiştir.