İnorganik Elektrolitler Varlığında Sepiyolitin Reolojik Özellikleri

Abstract

Bu çalışmada, sepiyolitin yapısını teşkil eden lif kümelerinin su-bazlı sistemlerde dağılma şartlarının incelenmesi ve genel olarak kil-su sistemlerinde önemli bir faktör olan inorganik elektrolitlerin, sepiyolitin akış özellikleri üzerindeki muhtemel rolü ve mekanizmasının araştırılması hedeflenmiştir. Öncelikle, sepiyolitin lif kümelerinin açılarak jelleşmesinin sağlanması için gereken şartlar belirlenip optimizasyonu yapılmıştır. Daha sonra, inorganik tuzların (elektrolit) sepiyolit süspansiyonlarının akış davranışına etkilerini incelemek amacıyla, tek ve çok değerlikli Na+, K+, Li+, Cs+, NH4+, Ca+2, Ba+2, Mg+2 ve Al+3 iyonlarının klorürlü tuzları varlığında sepiyolitin yüzey yükleri belirlenmiş, adsorpsiyon ölçümleri ile birlikte sepiyolitin yapısında bulunan Mg+2 ile iyon değiştirme mekanizmaları araştırılmış ve viskozite ölçümleri doğrultusunda, bunların akış davranışı ile olan ilişkileri ortaya koyulmuştur. Buna göre, bu iyonların varlığında tanecikler arasındaki kuvvetlere bağlı olarak, iyonların sahip olduğu elektropozitivite ve hidratasyon özelliklerine göre, sepiyolitin akış davranışını denetlediği tesbit edilmiştir.

The aim of this study is to investigate the conditions at which these bundles can be disintegrated in water-based systems, and to understand the role and mechanism of inorganic electrolyte addition on the flow behavior of sepiolite. First, the conditions for producing a gel structure by disentangling the bundles are optimized. Then, the role of inorganic salts on the flow behavior of sepiolite in the presence of chloride salts of mono and multivalent ions are investigated with Na+, K+, Li+, Cs+, NH4+, Ca+2, Ba+2, Mg+2 and Al+3 salts. Surface properties of sepiolite have been determined by zeta potential measurements as a function of pH and salt concentration. The uptake of monovalent inorganic ions has been investigated through total ion adsorption by ion selective electrodes and ion exchange measurements using the released Mg+2 ions. The adsorption results are correlated with the flow behavior of sepiolite using the viscosity measurements. In this context, the results in the presence of ions listed above indicate that the properties of ions, such as electropositivity and hydration behavior exert a great influence on the flow behavior of sepiolite and in turn on the interparticle forces. The presence of electrolytes in sepiolite suspensions increases the stability through ion exchange or ion adsorption depending upon the type and concentration of ions.