Elektro lif çekiminde PET ve r-PET polimerleri kullanarak ses yutum özellikleri iyileştirilmiş dokusuz yüzey geliştirilmesi
Using PET and r-PET polymers in electrospinning to develop enhanced sound absorbing properties of nanofibrous nonwovens
Yazar: HÜSNÜ AYDEMİR
Danışman: PROF. DR. OĞUZ DEMİRYÜREK
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Çalışmada polietilen tereftalat (PET) polimeri ve geri dönüştürülmüş (r-PET) formundaki granülleri %75 trifloroasetik asit (TFA) - %25 diklorometan (DCM) solvent karışımı içinde çözündürülerek %10, %15 ve %20 polimer konsantrasyonlarına sahip solüsyonlar üretilmiştir. Hazırlanan solüsyonlar, tek iğneli elektro lif çekim sisteminde 30 g/m2 gramaja sahip PP spunbond dokusuz yüzey kumaş üzerine 0.1-0.3-0.5 ml/saat besleme hızları ve 4-8 cm iğne ucu-toplayıcı (silindir) yüzey mesafesi değerleriyle üretilmiştir. Her iki polimer için 18 adet olmak üzere toplam 36 adet nanolif tabaka ile kaplanmış yüzeyler oluşturulmuştur. Ham ve kaplanmış kumaşların ses yutum katsayıları empedans tüp cihazı ile ölçülmüştür. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile elde edilen yüzey görüntülerinden ortalama lif çapı ve gözenek boyutu değerleri tespit edilmiş, yanal görüntülerden ise kalınlıkları ölçülmüştür. Hacimsel yoğunluk ve gözeneklilik değerleri SEM görüntülerinden alınan bilgiler ve gramaj verileri kullanılarak hesaplanmıştır. Tek iğneli elektro lif çekim sistemindeki üretim faktörlerinin ortalama nanolif çapına etkisi ve nanolif tabakasında oluşan yapısal durumun ses yutum katsayısına etkileri istatistiksel olarak Design Expert paket programı ile incelenmiştir.
Sonuç olarak kalınlığı geleneksel izolasyon malzemelerine göre 30-40 kat daha az olan nanolif kaplı kumaşlar ile düşük ve orta frekanslarda elde edilen yüksek ses yutum katsayısı, gözenekliliğin artması, ortalama lif çapı ve gözenek boyutunun azalması ile artmış, hacimsel yoğunluğun artması azalmıştır.

Anahtar Kelimeler: Ses yutumu, nanolif, tek iğneli, elektro lif çekim, PET, geri dönüşüm

Abstract:
Several solutions with polymer concentrations of 10%, 15%, and 20% were produced for this study by dissolving polyethylene terephthalate (PET) polymer and its recycled (r-PET) granules in a solvent mixture of 75% trifluoroacetic acid (TFA) - 25% dichloromethane (DCM). The prepared solutions were produced at 0.1-0.3-0.5 ml/hour flow rates and determining 4-8 cm distance values of needle tip-collector (cylinder) in the single needle electrospinning system onto PP spunbond nonwoven fabric with a 30 g/m2 basis weight. The total 36 samples of nonwoven structures with coated nanofiber webs were produced for both two polymers as being 18 samples for each. Sound absorption coefficients of the uncoated and coated fabrics were measured with an impedance tube device. Average fiber diameter and pore size values were determined from the surface images obtained by Scanning Electron Microscope (SEM), and thickness values were measured through the lateral images. The bulk density and porosity values were calculated using the SEM images and the basis weights. Design Expert statistical package was used to analyze the effects of the production factors in the single needle electrospinning system on the average nanofiber diameter and the effects of the structural chractersitics occurred on the nanofiber web on the sound absorption coefficient.
As a result, high sound absorption coefficient values were obtained at low and medium sound frequencies with 30-40 times finer structures in thickness compared to conventional isolation materials in this study. Sound absorption coefficient increased with higher porosity, lower average fiber diameter, and pore size, however, decreased with the increase in bulk density.  

Keywords: Sound absorption, nanofiber, single needle, electrospinning, PET, recycling