Kaolinit/silikon yağı pastalarının reolojik özelliklerinin araştırılması

Abstract

Kaolinit ve farklı viskoziteli silikon yağları kullanarak farklı şartlar altında hazırlanan pastalar XRD, DTA/TG, BET ve SEM ile karakterize edildikten sonra reolojik özellikleri üzerine katı:sıvı oranı, tane boyutu, sıcaklık, L/D oranı ve katkı maddesinin etkileri, yüksek basınçlı kapiler reometre ile incelendi. Pasta durumunda XRD, kaolinitin tabakalar arası uzaklığının arttığını ve tabakalı yapısının kısmen bozulduğunu; DTA/TG analizi, kaolinit ve silikon yağlarından kaynaklanan karakteristik endotermik ve ekzotermik DTA piklerinin varlığını ve SEM fotoğrafları ise kaolinit taneciklerinin silikon yağları matrisinde disperse olduğunu gösterdi. Reolojik ölçüm sonuçlarından; 1) kaolinit-silikon yağı pastalarının non-Newtonian, pseudoplastik ve kesme incelmesi davranışı sergiledikleri, 2) pastaların kesme gerilimi ve viskozitelerinin artan katı:sıvı oranı; ve azalan sıcaklık, tane boyutu ve L/D oranı ile arttığı, 3) katkı maddesi ilavesi sonucunda pastaların reolojik özelliklerinde önemli bir değişikliğin olmadığı, 4) deneysel verilerin Herschel-Bulkley modeli ile oldukça iyi bir uyum içerisinde oldukları, 5) pastaların akması için kritik bir kesme geriliminin gerekli olduğu, 6) aktivasyon enerjisi değerinin uygulanan kesme hızına bağlı olarak değiştiği ve artan kesme hızı ile azaldığı, 7) pastaların duvar kayma hızını belirlemek için Mooney metodunun uygun olduğu, 8) pastaların oldukça homojen oldukları ve çok yüksek kesme gerilimi değerleri hariç duvar kayma hızlarının çok düşük ve ihmal edilebilir olduğu, ve 9) pastaların oldukça iyi akış özellikleri gösterdikleri bulundu.

Pastes, which were prepared using kaolinite and different viscosity silicone oils under different conditions, were characterized by XRD, DTA/TG, BET and SEM, and then, the effects of parameters such as solid:liquid ratio, particle size, temperature, L/D ratio and additive material on the rheological properties were investigated by using high pressure capillary rheometer. In the paste case, XRD showed that the distance between layers of kaolinite increased and its layer structure partially destroyed; the characteristics endothermic and exothermic DTA peaks occured due to both kaolinite and silicon oils; and SEM micrographs show the dispersing of kaolinite particles into silicone oil matrix. From the rheological measurements, we found that 1) all pastes exhibited non-Newtonian, pseudo-plastic, shear thinning behaviour under all experimental conditions; 2) the shear stresses and viscosities of pastes increased with increase in solid:liquid ratio and with decrease in particle size, temperature and L/D ratio; 3) the additive material didn?t affect significantly the rheological properties of the pastes; 4) the experimental data were properly described by the Herschel-Bulkley model; 5) it was necessary to a yield shear stress to flow of pastes; 6) activation energy value changed depending on the applying shear rate and decreased with increase in shear rate; 7) Mooney method was suitable to determine the wall slip velocity of pastes; 8) pastes were very well homogenized and the wall slip velocities are very low except for very high shear rate values and it can be neglected; 9) pastes have very well flow properties.