KUARTERNER AMONYUM TUZUYLA ORGANOKİL ELDESİ VE KARAKTERİZASYONU

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.