PRODUCTION OF EPOXY / SiO2 SUPERHYDROPHOBIC COATINGS USING THE SPRAY COATING METHOD AND REVIEW OF PRODUCTION PARAMETERS DETERMINING THE WETTABILITY


Güneş A. H. , Fidan S.

ANADOLU KONGRELERİ 5. Uluslararası Uygulamalı Bilimler Kongresi, Diyarbakır, Turkey, 26 - 27 December 2020, pp.65-66

  • Publication Type: Conference Paper / Summary Text
  • City: Diyarbakır
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.65-66

Abstract

Doğada süperhidrofobik özellik gösteren birçok canlı türü bulunmaktadır ve bu türlerin sahip olduğu hiyerarşik mikro ve nano yapıya sahip düşük enerjili biyolojik yüzeyler süperhidrofobik yüzeylerin geliştirilmesinde esin kaynağı olmuşlardır. Süperhidrofobik kaplamalar sahip oldukları kendi kendini temizleme, korozyon önleme, buzlanmayı önleme, su-yağ ayırma, sürükleme azaltma vb. özellikler nedeniyle geniş bir potansiyel kullanım alanına sahiptir ve bu kaplamaların üretilmesine yönelik çalışmalar giderek artmaktadır. Bu çalışmada; süperhidrofobik yüzeyler epoksi ve SiO2 nano partikül kullanılarak sprey kaplama yöntemi ile cam yüzeyler üzerinde hazırlanmış ve üretim parametrelerinin kaplamanın ıslanabilirlik parametreleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Epoksi polimerler, polar epoksi grupları nedeniyle genellikle hidrofilik özellik göstermektedir. Epoksi, yüzey enerjisinin azaltılması amacıyla polisiloksan ve polidimetilsiloksan olmak üzere iki farklı siloksan kullanılarak modifiye edilmiştir. Kaplama üzerindeki etkisinin incelenmesi amacıyla, kullanılan siloksan miktarlarının epoksiye ağırlıkça  oranı %20, %30 ve %40 olarak seçilmiştir. Ek olarak, farklı siloksan türüne ve miktarına sahip kaplamalar değişen SiO2 nano partikül konsantrasyonu içerecek tarzda hazırlanmıştır. Kaplamalardaki SiO2 nano partikül miktarının epoksiye göre ağırlıkça oranları %50, %75 ve %100’dür. Sprey kaplama yönteminde uygulama süresinin kaplama üzerindeki etkisinin incelenebilmesi için 3 saniye ve 5 saniye olmak üzere iki farklı uygulama süresi seçilmiştir. Bu dört değişkene bağlı olarak 36 farklı kaplama üretilmiştir. Çalışmanın sonucunda 170 dereceye ulaşan büyük su temas açıları ve 0 dereceye yaklaşan kayma açısına sahip süperhidrofobik kaplamaların üretilmesi başarılmıştır. Kaplamaların statik su temas açıları ve kayma açıları ölçülerek kayıt altına alınmıştır ve temassız üç boyutlu profilometre ile kaplamaların yüzey pürüzlülükleri ölçülmüş ve yüzey topoğrafları üretilmiştir. Kaplamaların su temas açıları ve kayma açıları nano partikül konsantrasyonundan güçlü bir şekilde etkilenmektedir. Nano partikül konsantrasyonundaki artışa bağlı olarak statik su temas açısı önce önemli bir artış göstermekte, ardından azalmaktadır. Yüksek SiO2 ve siloksan konsantrasyonuna sahip kaplamalarda gözle görülür çatlaklar ve kaplamanın yüzeye yapışmadığı gözlemlenmiştir. Bu kaplamalar çok küçük teğetsel yükler altında dahi cam yüzeyden soyulmaktadırlar. Siloksan miktarının ve türünün, belirli SiO2 konsantrasyonuna sahip kaplamaların hidrofobik özellikleri üzerindeki etkisi belirgindir. Uygulama süresindeki artışla birlikte yüzey pürüzlülüğü artış gösterirken statik su temas açısında önemli bir değişim kayıt altına alınmamıştır.