Nanolif takviye edilmiş geridönüşüm dokusuz yüzey kumaşların ses yutum özelliklerinin incelenmesi
Investigation of nanofiber reinforced recycled nonwoven fabrics' sound absorption properties
Yazar: AYŞE ÖZKAL
Danışman: DOÇ. DR. FUNDA CENGİZ ÇALLIOĞLU
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, polyester tekstil atıklarından (250, 500 ve 1000 g/m2) ve polyester atık şişelerden (250, 500 ve 750 g/m2) iğneleme yöntemi ile geri dönüştürülmüş dokusuz yüzeylere elektro lif çekim prosesi ile üretilen poliüretan (PU) nanolifler takviye edilerek hem gürültü hem de atık problemlerine çözüm olması amacıyla kompozit ve sandviç malzemeler üretilmiştir. Nanolif üretim optimizasyonu çalışmaları neticesinde seçilen % 13 ve % 15 PU konsantrasyonlarından sırasıyla 296,5 ve 509, 9 nm çaplarında farklı sürelerde üretilen nanoliflerin takviye edilmesi ile elde edilen malzemelerin ses yutum katsayısı (SYK) değerleri ölçülerek gürültü azaltma katsayıları (GAK) hesaplanmıştır. Malzeme yapısının, nanolif çapının ve nanolif üretim süresinin SYK ve GAK üzerindeki etkileri incelenmiştir. Ayrıca dokusuz yüzeylerin hava geçirgenlik, kalınlık ve gramajları ile GAK değerleri arasındaki ilişkiler araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre nanolifler daha düşük frekans aralıklarında dokusuz yüzeylerden daha etkili ses yutumu sağlamıştır. Düşük frekanslarda ince nanoliflerin, yüksek frekanslarda ise kalın nanoliflerin SYK değerlerinin daha yüksek ölçülmesi neticesinde ince nanoliflerin GAK değerleri daha yüksek bulunmuştur. Malzeme kalınlığı ve nanolif membran kalınlığı arttıkça daha düşük frekanslarda daha etkili ses yutumu sağlanmıştır. Nanolif takviyesi ile elde edilen kompozit yapıların bazılarının GAK değerlerinde %100'den fazla artış elde edilirken sandviç yapılarda daha az yükselme hatta bazı malzemelerin GAK değerlerinde azalmalar tespit edilmiştir. Nanolif takviyesi sonucunda şişe atıklarından elde edilen dokusuz yüzeyler üzerinde tekstil atıklarından üretilenlere göre GAK değerlerinde daha fazla artış görülmüştür. GAK değeri 0,205 olan H250 kodlu dokusuz yüzeye 15120 kodlu nanolif takviyesi ile elde edilen H250-15120 numunesinin GAK değeri % 112,9 artarak 0,437'ye ulaşmıştır. Bu tez çalışması neticesinde üretilen malzemelerin atıklara katma değeri daha yüksek bir kullanım alanı bulma potansiyeli ile ekonomiye, çevreye ve sürdürülebilirliğe katkıda bulunacağı düşünülmektedir.

Abstract:
In this thesis, recycled needled nonwoven surfaces, obtained from polyester textile wastes (250, 500 and 1000 g/m2) and polyester waste bottles (250, 500 and 750 g/m2), were reinforced with electrospun polyurethane (PU) nanofibers to form composite and sandwich materials in order to overcome both noise and waste problems. As a result of nanofiber production optimization studies, 296.5 and 509.9 nm diameter nanofibers were produced from the selected 13% and 15% PU concentrations, respectively. These nanofibers were produced for different time periods to reinforce the nonwovens. Sound absorption coefficients (SAC) of the produced materials were measured and noise reduction coefficients (NRC) were calculated. The effects of material structure, nanofiber diameter and nanofiber production time on SAC and NRC values were investigated. In addition, the relationship between air permeability, thickness and weight of nonwovens and NRC values were investigated. According to the results, nanofibers provided more effective sound absorption than nonwoven surfaces in lower frequency ranges. SAC values for thicker nanofibers were measured higher than that of finer nanofibers however SACs for finer nanofibers were higher at lower frequency ranges resulting in higher NRCs for finer fibers. As the material thickness and nanofiber membrane thickness increased, more effective sound absorption was provided at lower frequencies. While the NRC values of some of the composite structures obtained by nanofibre reinforcement were increased by more than 100%, it was found that the sandwich structures had a smaller increase or even a decrease in the NRC values of some materials. As a result of nanofibre reinforcement, NRC values of nonwoven surfaces obtained from bottle wastes increased more than those produced from textile wastes. The NRC value of H250-15120 obtained by the addition of 15120 coded nanofiber to the nonwoven surface with a value of 0.205 has increased by 112.9% to 0.437. It is thought that the materials produced in this thesis have the potential to contribute to economy, environment and sustainability with the advantage of finding a higher value added usage areas to wastes.