Hidrofobik Bakır Stearat Sentezinin Box-Benhken Tasarımıyla Modellenmesi

Responce Surface with Box-Benhken Design for Hydrophobic Copper Stearate Synthesis

Özet

Süperhidrofobik yüzeyler nanoteknolojinin bir uygulaması olup, yoğun araştırmalar yapılmaktadır. Su damlası temas açısı 150°’denbüyük temas açısına sahip ise “süperhidrofobik” , 90-150° arası olanlar hidrofobik olarak tanımlanır. Bir yüzeyin süperhidrofobiközellik gösterebilmesi için üzerinde mikrometre mertebesinde pürüzlülüğe sahip malzemeden hazırlanmış olması gerekir. Hidrofobikkaplama, günümüz şartlarında sıklıkla ihtiyaç duyulur hale gelmiştir. Bu amaçla mikron ölçekte bakır stearat sentezlenmiştir. Reaksiyonsıcaklığı, karıştırma hızı ve karıştırma zamanı değişken parametreleri Box-Behnken tasarımı kullanılarak temas açısı ölçümleri içincevap fonksiyonu oluşturulmuştur. Cam yüzeyi üzerinde suyun temas açısının açısı 35⁰+-2 derece olduğu ölçüldü. Bakır stearat senteziçin yapılan deneylerde sırasıyla sıcaklık, reaksiyon zamanı ve karıştırma hızı incelendi. 20, 40, 60 ⁰C sıcaklık, 2, 6,10 dak. reaksiyonzamanı ve 200,400,600 rpm karıştırma hızı değişkenlerine göre yapılan deneylerde cam yüzey üzerine yapılan kaplamaların temasacıları 126-138.5⁰ arasında değişmektedir. Üç faktörlü Box-Behnken tasarım yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen cevap yüzeyi ilebağımsız değişken arasında elde edilen grafikler ve cevap yüzeyi denklemi incelendiğinde; en önemli parametrenin sıcaklık olduğu,ikinci önemli parametrenin karıştırma hızı olduğu, reaksiyon zamanı parametresinin ise temas açısındaki etkisinin çok az olduğubelirlendi. Reaksiyon zamanı yerine öncelikle pH, katı sıvı derişimi faktör olarak incelenmesinin yararlı olacağı belirlendi.

Abstract

Superhydrophobic surface is one of the applications of nanotechnology and intensive researches have been done in this subject. Surfaces that have water contact angles larger than 150° are called “superhydrophobic” and between 90 -150° are called “hydropobic“ . To exhibit superhydrophobic feature, a surface should have both micron scale roughness and inherently should have been prepared by a hydrophobic material. Hydrophobic coating frequently used in different sectors at the present time. For this purpose it was synthesized nanoscale copper stearate. Reaction temperature, stirring speed and stirring time response function for variable parameters Box-Behnken design using contact angle measurements were formed. The water contact angle on the glass surface was measured to be 35⁰± 2 degrees. In the experiments for copper stearate synthesis, temperature, reaction time and stirring speed were examined respectively. 20, 40, 60 ⁰C temperature, 2,6,10 min. reaction time and 200, 400, 600 rpm, the surface angle of the coatings on the glass surface varies between 126-138,5⁰. Three-factor Box-Behnken design method was used. When the obtained graphs and the response surface equation between the obtained response surface and the independent variable are examined, It was determined that the most important parameter was the mixing speed, the second important parameter was the temperature, and the reaction time parameter had very little effect on the ignition. It was determined that it would be appropriate to select primarily pH, solid liquid concentration in factor instead of reaction time.