Tekstil uygulamaları için poliüretan dispersiyonların sentezi
Synthesis of polyurethane dispersions for textile applications
Yazar: CANBERK YÜKSEL
Danışman: PROF. DR. METİN TÜLÜ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Su bazlı poliüretan sistemlerinin oldukça geniş bir kullanım alanı bulunmaktadır. Bu geniş kullanım alanları arasında tekstil endüstrisi önemli bir yer tutmakta ve öne çıkmaktadır. Tekstil uygulamalarında kullanılan poliüretan dispersiyonlarında aranan özellikler, kullanım alanlarının çeşitliliğine bağlı olarak büyük ölçüde farklılık gösterebilmektedir. Poliüretanların yapısı gereği, içeriğinde kullanılan monomerlerin kimyasal yapısı ve oranı, son ürünlerin özelliklerinde belirgin değişikliklere yol açmaktadır. Bu çalışmada, tekstil uygulamaları için özel olarak tasarlanmış poliüretan dispersiyonlarında kullanılan izosiyanat türlerinin etkileri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Sentez aşamasında, beş farklı anyonik poliüretan dispersiyonu izoforon diizosiyanat (IPDI), tetrametilksilen diizosiyanat (TMXDI), hidrojenlenmiş metilen difenil diizosiyanat (H12MDI), hekzametilen diizosiyanat (HDI) ve trimetilhekzametilen diizosiyanat (TMDI) ile üretilmiştir. Sentezlenen polimerlerin karakterizasyonları, viskozite, ortalama molekül ağırlığı, iyoniklik değerleri, yüzde aktif madde oranı, DSC, TGA, parçacık boyutları ve zeta potansiyelleri analiz edilerek incelenmiştir. Uygulama sonuçları, tekstil ürünlerinde kopma, yırtılma ve patlama mukavemeti, sürtme haslığı, buruşma testi, su geçirgenlik testi, yıkama dayanımı ve dikiş kolaylığı verileriyle değerlendirildi. Elde edilen bu sonuçlara göre, farklı uygulama alanlarında kullanılabilecek alifatik diizosiyanat türlerinin belirlenebilmesine katkı sağlandı.

Abstract:
Water-based polyurethane systems have a wide and diverse range of applications, with the textile industry being a particularly significant user of these systems. Within textile applications, the desired properties of polyurethane dispersions can vary greatly depending on the specific use case and the particular demands of the application. The final product characteristics of polyurethane are heavily influenced by the chemical structure and the ratio of the monomers that are used in its composition. In this study, the effects of different isocyanates in polyurethane dispersions specifically designed for textile applications were thoroughly examined. During the synthesis process, five distinct anionic polyurethane dispersions were carefully synthesized using isophorone diisocyanate (IPDI), tetramethyl xylene diisocyanate (TMXDI), hydrogenated methylene diphenyl diisocyanate (H12MDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), and trimethyl hexamethylene diisocyanate (TMDI). The synthesized polymers were meticulously characterized by their viscosity, average molecular weight, ionic values, percentage of active substance, as well as through DSC, TGA, particle size analysis, and zeta potential measurements. The application results were comprehensively evaluated based on various factors including tensile strength, tear strength, bursting strength, rubbing fastness, wrinkle recovery, water permeability test, wash fastness, and sewability of the textile products. Based on the results obtained from this study, valuable guidance was provided on the appropriate selection of different aliphatic diisocyanate types tailored to suit various application areas within the textile industry.