Su bazlı boyalarda kullanılan Sivas talkının boya kalitesine etkisinin araştırılması

Talk boya endüstrisinde yaygın olarak kullanılan fonksiyonel bir dolgu hammaddesidir. Ülkemizde zengin talk yatakları bulunmasına rağmen boya endüstrisinin talep ettiği özelliklere sahip uygun morfolojide, örtücülük değeri yüksek mikronize talk üretilememektedir. Bu yüzden boya endüstrisi kaliteli talk ihtiyacını karşılayabilmek için çoğu zaman ithal ürünler tercih etmektedir. Talkın boyadaki performansı, tane morfolojisi, boyut dağılımı, yağ emmesi gibi yapısal özelliklere bağlıdır. Ülkemizin en önemli talk yatağı olan Sivas (Zara) bölgesi talkı kimyasal ve mineralojik açıdan kaliteli olmasına rağmen, öğütme işlemi sonrasında elde edilen ürünlerin ithal talk ürünlerine göre istenilen özelliklerde olmadığı görülmüştür. Sivas talkının boya uygulamalarında görülen zafiyetleri; talkın morfolojik, fiziksel ve yüzey özellikleri bir fonksiyonel dolgu olarak boya kalitesi (örtücülük, vs.) parametreleri üzerinden tartışmaya açılmış ve iyileştirilmesine dönük deneysel çalışmalar yapılarak özellikle talkın morfolojisini etkileyen farklı öğütme şartlarında elde edilen numuneler ile 3 adet ticari talkın boyadaki performansları kıyaslanmıştır. Birinci aşamada tüvenan talk, farklı öğütme mekanizmasına sahip, geleneksel bilyeli değirmen ve karıştırmalı bilyeli değirmen kullanılarak öğütülmüş ve her bir değirmen için en düşük ortalama tane boyutu (d50) dikkate alınarak öğütme şartları belirlenmiştir. Burada üretilen talk numuneleri ve ticari talk numuneleri ile piyasada geçerliliği olan bir su bazlı boya reçetesi kullanılarak boya üretimi yapılmıştır. Her bir reçetede ticari talk miktarı ile aynı oranda (%5) öğütülmüş talk kullanılmıştır. Talk dolgulu üretilen her bir boyanın örtme gücü tayini yapılmıştır. Öğütme ile elde edilen talk numuneleri boya deneyi sonuçları dikkate alınarak karakterize edilmiş (tane boyutu, yağ emme, vs.) ve neticesinde tane boyutu-örtücülük ilişkisini sorgulamak amacıyla seçilen numunelerin yüzey özellikleri (temas açısı, zeta potansiyeli, yüzey enerjisi, vs.) belirlenmiştir. Ayrıca, öğütülmüş talk numunelerinin SEM görüntüleri ve AFM analizleri yorumlanarak tane morfolojisinde (uzun kenar/kısa kenar oranı, yuvarlaklık, vs.) meydana gelen değişimler tespit edilmiştir. Nihayetinde, öğütme sonrası morfolojisi değişen talk tanelerinin yüzey özelliklerinin de değiştiği ve buna bağlı olarak boya süspansiyonu içerisinde farklı dağılım ve çökme davranışları sergiledikleri deneylerle ortaya konmuştur. Bu davranış süspansiyon içerisinde taneler üzerinde etkin olan itme ve çekim kuvvetleri ile klasik DLVO teorisine göre incelenmiş özellikle itme (EDL) kuvvetlerinin baskın olarak boya içerisindeki talkın davranışını belirlediği tespit edilmiştir. Yine yapılan AFM analizlerinde talkın karakteristik özelliği olan yanal ve düzlem yüzeylerde öğütme sonrası meydana gelen değişimler ile talk tanelerinin süspansiyon içerisindeki davranışlarının da değiştiği (Kynch) çökme teorisi yardımıyla izah edilmiştir.