Tekstil uygulamaları için su-yağ itici özellikli POSS ve silseskioksan bazlı malzemelerin geliştirilmesi ve üretimi
Development and production of water and oil repellent POSS and silsesquioxane based materials for textile applications
Yazar: TUĞHAN AKBAŞAK
Danışman: PROF. DR. GÜRALP ÖZKOÇ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology ; Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Pamuklu kumaş ve polyester kumaş kullanımı en yüksek kumaş çeşitlerindendir. Bu kumaşların uygulamalarında hidrofobisite önemli bir rol oynar. Kumaş yüzeyine hidrofobik bir kimyasalın bağlanması ana stratejilerden bir tanesidir. Florokarbonlar hidrofobik yüzeylerin elde edilmesinde çokça kullanılırlar. Ancak florokarbonların olası risk ve zararları sebebiyle araştırmacılar tarafından alternatif kimyasal arayışları başlatılmıştır. Polihedral oligomerik silseskioksanlar (POSS'lar) kimyasal yöntemler ile geliştirilerek kumaş yüzeylerinin pürüzlülüğünü arttırabilir ve yüzey enerjisini azaltabilirler. Bu özellikleri sayesinde florokarbonlara alternatif olarak görülmektedirler. Bu çalışmada, Oktavinil POSS (OL-POSS) ve Amino Propil İzobütil POSS (AM-POSS) tek basamaklı daldırma tekniği ile pamuklu kumaşa ve polyester kumaşa uygulanarak hidrofobik yüzeyler oluşturulmuştur. Bu yüzeyler daha sonra yüzey pürüzlülüğünün ve yüzey hidrofobisitesinin arttırılması amacıyla Benzoil Peroksit (BPO) varlığında Ultraviyole (UV) ışınlarına maruz bırakılmıştır. Kütlece yüzde 5'lik POSS içeren ve BPO varlığında UV ışınlarına maruz bırakılmış pamuklu kumaş ve polyester kumaş yüzeylerinin temas açıları 0 dereceden 136 dereceye yükselmiştir. Ayrıca su emme süreleri (SES'leri) de birkaç saniyeden 310 dakikaya kadar çıkmıştır. Bununla birlikte florokarbonlarla kıyaslandığında bu yüzeyler benzer ya da daha iyi SES değerleri vermiştir. Elde edilen sonuçlar OL-POSS ve AM-POSS ile geliştirilen kumaş yüzeylerinin florokarbon yüzeylere kıyasla daha başarılı ve daha çevreci olduğunu göstermiş; OL-POSS ve AM-POSS'un florokarbonların yerini alabileceğini kanıtlamıştır.

Abstract:
The hydrophobicity of cotton and polyester fabrics plays a significant role in various industrial applications. Anchoring hydrophobic chemicals onto the fabric surface is one of the major strategies. Fluorinated chemicals are widely employed to construct hydrophobic surfaces. However, alternative hydrophobic coatings are urgently sought by researchers due to the potential risks and hazards of fluorinated chemicals. Polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS) are one of the most potential alternatives as they increase the roughness and lower the surface energy through chemical enhancement of the surface. In this work, hydrophobic cotton and polyester surfaces were fabricated anchoring Octavinyl POSS (OL-POSS) and Aminopropylisobutyl POSS (AM-POSS) onto the surface via one-step dip-coating technic. To enhance the surface roughness and the hydrophobicity, Ultraviolet (UV) radiation was employed with Benzoyl Peroxide (BPO) initiator. Water contact angle (WCA) of both fabrics increased from 0o to 136o using 5 % POSS coatings with initiator and UV present. Water absorption duration (WAD) also increased from several seconds up to 310 minutes. Furthermore, 5 % POSS modified fabrics gave similar or better WAD values when compared to coatings treated with fluorinated chemicals. The findings confirmed that OL-POSS and AM-POSS coatings are eligible environmentally friendly candidates for the replacement of fluorinated chemicals.