Akademik Veri Yönetim Sistemi
Uluslararası Katılımlı VIII. Polimer Bilimi ve Teknoloji Kongresi, Malatya, Türkiye, 20 - 23 Haziran 2022, ss.70
Düşük yüzey enerjili kaplamalar, yağ
veya suyun yayılmasının önlenmesi, kendi
kendini temizlemesi, korozyon önlemesi gibi birçok pratik uygulama için oldukça
ilgi görmektedir [1]. Düşük yağ ıslanabilirliğine
sahip yüzey hazırlanmasında hidrofobik yüzeyler kullanılmaktadır. Hidrofobik
yüzeylerde, su yüzeyde dağılmayıp, belli bir temas açısı ile yüzeyde
yuvarlandığında, yüzeydeki kirlerin temizlenmesinde rol oynar. Teorik olarak,
sıvının katı yüzeyde dağılmama özelliği (hidrofobik özellik), sıvının yüzey
gerilimi ile katının yüzey enerjisi arasındaki farkından kaynaklanır. Fark ne
kadar büyük olursa, temas açısı o kadar yüksek olur. Su polar olduğu için yüzey
gerilimi 72 Nm/m’dir. Hidrokarbonlar ise apolar oldukları için yüzey
gerilimleri çok daha düşüktür (< 27 Nm/m). Bu iki gerilim farkı çok büyük
olduğundan dolayı, suyun hidrokarbonlu katı yüzeydeki temas açısı artar. Başka bir
deyişle, hidrofobik özellik artar. Bu nedenle, yağ itici yüzeylerin üretiminde,
malzemelerin yüzey gerilimini hidrokarbonlardan daha fazla azalttıkları için
florokarbon grupları kullanılır[2-4]. Bunun yanı sıra, literatüre bakıldığında perfluro
karboksilik asitler (PFCOOH) çok düşük yüzey enerjilerine sahip oldukları için
birçok alanda kullanılmaktadır[5]. Ancak, günümüzde uzun zincirlere sahip
PFCOOH asitler toksik yapılarda olmalarından dolayı, hem canlılara hem de
çevreye zarar vermektedirler. Bu nedenle kullanımları yasaklanmıştır. Artık bu
asitler yerini, PFPE asitler gibi yapılarında hem oksijen bulunduran (bu
nedenle toksik özellik göstermezler) hem de düşük enerjiye sahip, çevre dostu
florokarbon gruplarına sahip yapılara bırakmıştır.
Bu amaçla yapılan çalışmada, yüzeylerde yağ ve
suyun yayılmasını azaltmak için perfloropolieter(PFPE) bazlı nanokaplamalar iki
basamakta üretildi. Öncelikle silisyum yüzeylere Poliglisidilmetarilat (PGMA)
kaplandı. Daha sonra bir epoksi-karboksilik asit reaksiyonu yoluyla PGMA ile
modifiye edilmiş yüzeylere ıslanabilirliği azaltmak amacı ile PFPE-COOH bağlandı. Farklı PFPE/PGMA
kalınlıklarına sahip yüzeyler hazırlanarak, su ve yağ yayılımına nasıl etkisi
olduğu araştırıldı. Yüzeylerin ıslanabilirliği, aşılanmış PFPE katman
kalınlığına güçlü bir şekilde bağlı olduğu ve PFPE kalınlığı arttıkça daha
düşük yağ ve su ıslanabilirliği ile sonuçlandığı gözlendi[1].