Isıl düzenleme özelliği gösteren akıllı tekstil ürünlerinin geliştirilmesi ve performans özelliklerinin incelenmesi
Development of thermo-regulating smart textiles and investigation of their performance properties
Yazar: ELİF GÖZDE SARAÇ
Danışman: PROF. DR. ERHAN ÖNER ; PROF. DR. MEMET VEZİR KAHRAMAN
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Faz değiştiren malzemeler (FDM'ler), faz değişimi esnasında depoladıkları gizli ısı ile çevre sıcaklık değişimlerine tepki vererek ısınma veya serinleme sağlayan akıllı malzemelerdir. Bu özellikleri sebebiyle ısıl enerji depolamada, solar sistemlerde, yapı malzemelerinde, elektroniklerin ısıl yönetiminde ve aynı zamanda uzay tekstili, koruyucu tekstiller, ev tekstili gibi fonksiyonel tekstil ürünlerinde kullanılmaktadır. Yeni malzeme ve tekstile uygulama yöntemleri konusunda araştırmalar devam etmektedir. 
Bu tez çalışmasında, yüksek miktarda gizli ısı depolayabilen ve ısıl düzenleme sağlayan biyo-bazlı hindistan cevizi yağının ve bu yağın n-oktadekan ile karışımının FDM olarak tekstilde kullanımı araştırılmıştır. Çekirdek FDM farklı duvar maddeleri ve yöntemleri ile mikrokapsüllenerek dokuma kumaş ve dokusuz tekstillere uygulanmıştır. 
Geliştirilen mikrokapsüllerin çekirdeğinde organik hindistan cevizi yağı ile organik hindistan cevizi yağı /n-oktadekan karışımı, kapsül duvarında ise melamin formaldehit, metil metakrilat, hidroksietil metakrilat, glisidil metakrilat monomerleri, sodyum alginat, jelatin maddeleri kullanılmıştır. Mikrokapsüller in-situ, süspansiyon, emülsiyon polimerizasyonu ve koaservasyon yöntemleri kullanılarak sentezlenmiştir. Mikrokapsüllerin DSC, FT-IR, TGA, SEM analizleri ile ürün karakterizasyonları yapılmış ve değerlendirilmiştir. Tekstile uygulamak üzere uygun bulunan mikrokapsüller pamuk, pamuk-elastan dokuma kumaşlarına kaplama, emdirme ve çektirme yöntemleriyle; dokusuz tekstillere kaplama ve kompozit işlemleriyle uygulanmıştır. İşlem görmüş kumaşların DSC ve SEM analizleri yapılarak ısıl enerji depolamaları, yıkamaya dayanım ve yüzey morfolojik özellikleri değerlendirilmiştir. İşlem görmemiş ve görmüş kumaşların yırtılma mukavemeti, hava geçirgenliği ve termografik sıcaklık ölçümleri yapılarak sonuçları değerlendirilmiştir.

Abstract:
Phase change materials (PCMs) are smart materials which can respond to ambient temperature. They provide cooling or heating by absorbing or releasing the heat that they store during phase change. This feature makes PCMs to be used in thermal energy storage systems, building materials, solar systems, thermal management of electronics and in functional textiles such as space textiles, protective textiles and home textiles. Research studies on novel materials and their application methods to textiles have been progressing. 
In this thesis work, bio-based coconut oil and its blend with n-octadecane which have high heat storage capacity were utilized in textiles as PCM for thermo-regulation. The core PCM was microencapsulated using various shell materials and encapsulation methods, then implemented to woven and nonwoven textiles. 
Organic coconut oil and its blend with n-octadecane were used as the core; melamine formaldehyde, methyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, glycidyl methacrylate, sodium alginate and gelatin were used as shell materials in the developed microcapsules.  The microcapsules were synthesized by in-situ, suspension, emulsion polymerization and coacervation methods. They were characterized by DSC, FT-IR, TGA and SEM analyses. The microcapsules, which were found to be applicable to textiles, were implemented to cotton and cotton-elastane woven fabrics by coating, padding and exhaustion methods; to nonwoven textiles by coating and composite applications. The treated fabrics were examined by DSC and SEM analyses to determine their properties of thermal energy storage, durability to washing and morphology. Tear strength, air permeability and thermographic temperatures of untreated and treated fabrics were also assessed.