Abstract:
Karmaşık bir yapı ve mineral içeriğine sahip killer genel olarak; seramik,
döküm, gıda, petrol, sondaj, dolgu, kağıt, plastik, ilaç gibi pek çok endüstri
kolunda kullanılan bir malzeme grubunu oluştururlar. Son yıllarda, killerin
modifikasyona uğramaları sonucu oluşan organokillerin kullanımları da
birbirinden farklı endüstriyel alanlarda olmaktadır. Killer, katyonik yüzey aktif
maddelerle ya da uzun hidrokarbon zincirli kuarterner amonyum tuzları ile
modifiye edilerek organokiller hazırlanmaktadır. Bu yüzey aktif maddelerin
kuyruklarının kil tabakalarının kolayca ayrılmasını sağlamasından dolayı
kuarterner amonyum tuzları özel ilgi çekmektedir. Kuarterner amonyum
tuzlarını içeren katyonik yüzey aktif ajanlar yıllardan beri etkili antiseptik ve
dezenfektan olarak bilinen önemli biyositlerdir. Kuarterner amonyum tuzları
yüksek antimikrobiyal aktivite gösteren fonksiyonel gruplara sahiptirler ve
uygulama alanları geniştir.
Nanokompozit malzemeler oldukça az miktarda (%<10) nano boyutlarda
mineral dolgu parçacıkları içeren plastiklerdir. Genelde, kil-nanokompozit
üretim işlemi polimer ve kuarterner amonyum tuzu ile modifiye edilmiş killerin
karıştırılmasıyla elde edilir. Bu nedenle organokiller, nanokompozit elde etmede
etkin dolgu maddeleri olarak kullanılmaktadır. Aynı zamanda, organik
kirleticilerin sudan uzaklaştırılması gibi organik alanda kullanılmaları önemli
bir stratejik aşamadır. Topraktaki önemi yanında, endüstride de özellikle
jelleştirici olarak kullanılmaktadır.
Bu çalışmada, endüstriyel anlamda uygulama şansı yüksek ve üstün özelliklere
sahip organokiller elde edilmiştir. Kil dispersiyonunda kil taneleri arasındaki
etkileşimi, kil tanelerinin tetra bütil amonyum süksinimit yüzeyaktif maddesi ile
etkileşimleri belirlenerek organokil sentezlendi.
Öncelikle Na+-montmorillonit (Na+-Mt), tetra bütil amonyum suksinimit
maddesi ile modifiye edildi. Sentezlenen organokiller FTIR, SEM ve XRD
analiz teknikleri ile karakterize edildi ve sonra sentezlenen örneklerin yapısal
tanımlamaları yapıldı. Son olarak da elde edilmiş olan organokillerin mikrobiyal
etkinlikleri incelendi.
FTIR analiz tekniği ile yüzey aktif maddesinin ham kile tutunduğu FTIR
spektrumlarında 2969 - 2970 cm-1 dalga boylarında gözlenen piklerden anlaşıldı
ve organik olarak kilin modifiye edildiği tespit edildi. XRD cihazı ile
numunelerin kristallik derecesi ve tabakalar arası mesafeleri ölçülerek
modifikasyon verimlilikleri kıyaslandı ve %39.20 verim elde edildi. SEM cihazı
ile yüzey pürüzlülüklerinin görüntüleri incelenerek çatlak oluşumunu önleyen
pürüzlü ve katmanlı yapılar tespit edildi. Bu bulgular doğrultusunda,
numunelere yüzey aktif maddenin tutunması, numunenin kristallik derecesi,
tabakalar arası mesafesinin büyüklüğü ve yüzey pürüzlülükleri gibi özelliklere
bakıldığında OMMT-6’nın OMMT-2’ye göre kullanım açısından biraz daha iyi
özelliklere sahip olduğu tespit edildi. Mikrobiyolojik analizlerde ise tetra butil
amonyum süksinimitin Na+-montmorillonitin antibakteriyel özelliğini
baskıladığı tespit edildi.
Sonuç olarak, tetra bütil amonyum suksinimit moleküllerinin kil yüzeyine
tutunma oranları ve tabakalar arası mesafeleri incelenerek polimer-kil
nanokompozit elde etmeye uygun koşullara sahip organokil elde edildi ve
yapılan diğer çalışmalarla karşılaştırıldı.