Nanosilika Sentezi Ve Poli(aam-ko-amps) İle Kapsüllenmesi, viskon Kumaşların Tüylenme Sorununun Giderilmesi

Abstract

Viskon kumaşlar yüksek nem tutma kapasitesi, elastisitesi ve kullanıcı rahatlığı nedeniyle tercih edilmektedirler. Viskon %14 civarında rutubet toplamakta ve şişme özelliğinden dolayı %80-120'ye kadar su emebilmektedir. Viskon pamuktan çok daha yüksek olan bu nem alma özelliğinden dolayı boyanmaya ve baskıya çok elverişlidir ve renkler çok parlak görünür. Doğal liflerin üretiminin her geçen sene artmasına rağmen, nüfus talebini karşılayamaması dolayısıyla viskon,modal,bambu gibi rejenere liflerin de üretimi önem kazanmaktadır. Zaman içerisinde tekstil mamullerinin maliyetleri de düşürülmeye çalışıldığından viskon üretim teknolojileri geliştirilmiş ve böylelikle viskonun üretim rekabeti arttırılarak pazar içindeki payını koruması sağlanmıştır. Günümüzde gelinen noktada hoş tutuma, parlak bir görünüme ve dökümlülüğe sahip olan viskona talep git gide artmaktadır. Yeni üretim teknolojileri ile yeşil üretim faaliyetlerine de başlayan viskon üreticileri ; kayın ağacı gibi ağaçların kabuklarını , tekstil atıklarını ve çeşitli kaynakları kullanarak rejenere elyaf üretimlerini arttırmaktadırlar. Pamuklu mamulun satın alındıktan sonra çamaşır makinasında yıkama sıcaklığının viskona göre 10-20˚C yüksek olması; ayrıca pamuklu tekstil ürünleri için kurutma makinaları kullanılırken viskonun narin yapısından dolayı kurutma makinalarında işlem görmesinin tercih edilmemesi dolayısıyla; pamuğun kullanım esnasında viskona göre enerji tüketimi neredeyse iki kat olarak belirlenmiştir. Tekstil fabrikalarında ise pamuklu kumaşlara kasar yapılması zorunluluğu ve viskona göre pamuğun boyama sürelerinin daha uzun olması dolayısıyla son ürüne gelen enerji maliyeti pamuk için yine her zaman daha yüksek olmaktadır. Pamuğun yetiştirilmesinden nihai tekstil ürününün oluşmasına kadar geçen süreçte de ciddi anlamda su ve enerji tüketimi yapılmaktadır. Su ve enerji dünyanın en büyük sorun yaratan tükenişteki kaynakları olduğundan dolayı dünyada hızlı bir şekilde alternatif elyaf kullanımına gidişat görülmektedir. Bu nedenle dünyada doğal sentetik elyaf karışımlarının üretimi gitgide artmakta, pamuk üretimi gitgide azalmaktadır. Pamuğun yerini tutabilecek alternatif elyaf için arayışlar da sürmektedir ve alternatifler arasında pamuğa en yakın olan elyaf viskondur. Buna rağmen, viskonun kullanım ömrünün kısa olması nedeniyle beklenen talep seviyesine henüz ulaşamamıştır. Kullanım ömrünün kısa olmasının temel sebepleri ise tüylenme, mukavemet kaybı ve buruşma sorunudur. Bu sorunlar giderilirse kullanımı artacak ve pamuğun işlenmesi sırasında harcanan enerjiye göre ciddi anlamda tasarruf sağlanacaktır. Elyaflara kalıcı bazı özellikler kazandırmak ancak elyaf sentezi esnasında mümkün olabilir. Bazı kimyasallar kullanarak ya da sentezlendikten sonra kullanılacak kimyasalı elyafa çapraz bağlamak yoluyla yapılabilir. Elyaf sentezinde kullanılan kimyasallar elyafın ön görülemeyen bazı özelliklerini de değiştirdiğinden tercih edilmemektedir. Çapraz bağlamak için kullanılan kimyasalların da geneli kanserojendir. Elyaf sentezinde kullanılan kimyasallar elyafın öngörülemeyen bazı özelliklerini de değiştirdiğinden tercih edilen bir durum değildir. Bu çalışmada viskon ve pamuk elyaflarının yapısal özellikleri incelenip ; tekstil işletmelerince kolay uygulanabilecek bir apre işlemi ile viskon polimerinin modifiye edilerek doğal pamuk selulozik yapısına yaklaştırılması hedeflenmiştir. Bu sayede viskonun yüksek su alma ve esneklik özelliğini pamuğa göre avantajlı kalacak, sürtünmeye karşı olan dayanımı da geliştirilmiş olacaktır. Tezdeki amacımız viskonun modifikasyonunu tekstil işletmelerinde yeni ve farklı bir makina,teçhizat kullanımı gerekmeden kolay bir şekilde tamamlamak ve herhangi kanserojen bir bileşen kullanmamaktır. Başlangıç olarak projede viskona kazandırılması amaçlanan özellikler; viskonun boncuklanmasını önlemek, sürtünmeye karşı olan direncini arttırmaktır. Polimerik yapılar başlangıçtaki elyaf elyaf kaymasını azaltır ayrıca mukavemeti düşük olan kumaşlarda iplik uçları, bağlı oldukları diğer iplikleri sürtünme ile daha kolay bir şekilde bırakırlar. Pamuklu kumaşlarda selülaz enzimi zayıf iplik uçlarının kumaştan boncuklanma olmadan ayrılmasını sağlar, çoğu deterjanda da bir miktar selülaz enzimi bulunur. Selülaz enzimlerinin rejenere seluloz üzerinde kullanımları başarısızdır. Dolayısıyla viskon için boncuklanmayı önlemek amacıyla kullanılacak kimyasal kalıcı bir polimer kaplama olarak düşünülebilir. Polimerler tekstil kimyasalları içersinde vazgeçilmez bir noktaya gelmiştir. Ancak bazı konularda tek başına polimerler ya da kopolimerler de yeterli etkiyi gösterememektedir. Bu konuda silika kullanılabilir bir kaynak olabilir çünkü silika lifler arasına girerek viskon kumaşın aşınmaya karşı gösterdiği direnci arttırmaktadır. Ancak silika tek başına kullanıldığında, kumaş yüzeyinde ve içersinde homojen bir dağılım sağlayamamakta ve yıkama dayanımı da gösterememektedir. Bunun için, silikanın viskon kumaşa bağlanmasını sağlayacak fonksiyonel gruplara ihtiyacı vardır. Bu da hibrit bir yapı oluşturarak mümkün olabilir ancak organik ve inorganik yapılar aradasındaki uyum ve stabiliteyi sağlamak da zor bir süreçtir. Günümüzde her teknolojide olduğu gibi tekstil kimyasallarında da nanoyapılar kullanılmaya başlanılmıştır çünkü nano boyutlara inildiğinde hem yapıların gösterdiği performas düzeyi hem de sinerjisi ve uyumu artmaktadır. Nano hibrit yapılar bu anlamda bir çözüm olmuşlardır, aynı şekilde viskon kumaşlardaki bu sorunlar için de nano hibrit polimerler çözüm olabilir. Boyutu ve fonksiyonel kor yapısı sayesinde, iyi bir stabilite ve dispersiyon gösterebilir ve liflerin arasına girerek de kumaşın her bölgesine etki edebilir. Poli(AAm-ko-AMPS) nanokompozit hidrojellerin mekanik olarak esnek ve aynı zamanda sağlam yapılar oluşturmaları ve seluloza çapraz bağlanması ile hem hidrojen bağlarının yerine daha sağlam kovalent bağların kurulmasını hem de selulozik polimerlerin stres altında viskoelastik davranış göstermesini sağlar. Bu iki özellik birleşince mukavemet kaybı olmadan elyaf elyaf sürtünmesi azalacağından boncuklanmanın da önüne geçilmiş olur.

Viscose fabric is prefered because of high moisture capacity, elasticity and user comfort. In recent years consume of viscose is increased due to high cost of cotton production. Nevertheless, demand has not reached the expected level yet, because shortness of use life. The reason is viscose fabric’s pilling, tensile strength loss and the wrinkle problem. There is no permanent, cheaper and easy to apply product on the market to completely resolve these problems. Due to gain the permanent features may be possible during the fiber synthesis and it may be possible by using certain chemicals or crosslinking of the synthesized chemical to the fiber . Chemicals which are using for synthesis of fiber are not preferred because unpredictable changes of the some of fiber properties. Generally carcinogenic chemicals are used as crosslinker. Polymers has become an essential point in the textile chemical, however solely polymers or copolymer also can not show sufficient effect for some of the issues. Silica is an available resource for this subject owing to improve the resistance of fabric to abrasion by entering between the fibers. Therefore silica needs a functional groups to bond the fabric structure for showing washing resistance and it may be possible with creating a hybrid structure with silica. However, it is difficult to ensure accordance and stability between the organic and inorganic structures. Today, nanostructures are started to use in textile chemicals same as other technologies. In nanoscale; structures performance, synergy and also accordance are increasing. Nano hybrid structures have been a solution in this point. Likewise a nano-hybrid polymer can be the remedy for the problems of viscose fabric. Because of size and functionality of core structure, it can show good stability and dispersity by entering the fabric fibers.