Doğal esaslı malzemeler kullanılarak sol jel kaplama metodu ile pamuklu ve polyester kumaşların fiziksel özelliklerinin araştırılması
The investigation of physical properties of cotton and polyester fabrics with sol gel coating method using some natural based materials
Yazar: KADRİ AKÇALI
Danışman: DOÇ. DR. MELİHA OKTAV BULUT
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Ekolojik ve ekonomik sorumluluklar tüm sektörlerde olduğu gibi tekstil sektöründe de alternatif materyal uygulamalarının araştırılmasına neden olmuştur. Yeni aplikasyon yöntemlerinin araştırılması üzerine yapılan çalışmaların temelini bu durum oluşturmaktadır. Alternatif yöntemler içerisinde ilk sırada doğal esaslı malzemelerin tekstil uygulamalarında kullanımının araştırılması yer almaktadır. Aynı zamanda düşük maliyetler ile katma değeri yüksek ürünler üretmek ve çevreye dost işlem adımları oluşturmak önem arz etmektedir.

Bu tez çalışmasında; pamuklu ve polyester kumaş numunelerinin pomza, amorf silika ve kolemanit katkılı baskı ve sol jel kaplama işlemleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın amacı doğal esaslı malzemeler kullanılarak kumaş yapılarının fiziksel özelliklerinin geliştirilmesidir.

% 100 pamuklu ve polyester kumaş numuneleri katı partiküllü pomza, amorf silika ve kolemanit malzemeleri ile pigment baskı tekniği kullanılarak işleme alınmış ve sol jel kaplama yöntemi kullanılarak baskı fiksaj işlemi gerçekleştirilmiştir. Tüm malzemelerin 100, 50 ve 25 g/kg katkı oranlarında kullanılarak yapılan baskı işlemleri sonrası, kumaş numunelerinin bazik sol jel çözeltisi ile kaplaması yapılmıştır. Sol jel işleminin bazik olarak gerçekleştirilmesi kullanılan malzemelerin zeta potansiyelleri incelenerek kararlaştırılmıştır.

Oluşturulan bu yeni proses sonrası tüm kumaş numunelerinin yüzey morfolojileri, EDS nokta analizleri ve FT-IR analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca tüm kumaşlar mukavemet, UV koruma, hava geçirgenlik, su geçirgenlik, aşınma direnci, güç tutuşurluk testleri yapılmıştır. Boyalı pigment baskı yöntemi ile işleme alınan pamuklu kumaş numunelerinin ayrıca renk ölçümleri, kuru ve yaş sürtme haslığı ölçümleri ve antibakteriyellik tayinleri gerçekleştirilmiştir.

Gerçekleştirilen yüzey analizleri sonucu katkı malzemelerinin sahip olduğu kimyasal bileşenlerin kumaş numunelerine aktarıldığı kanıtlanmıştır. Tüm kumaş numunelerine yüksek mukavemet, UV koruma, güç tutuşur özellik, yüksek aşınma direnci ve düşük hava geçirgenlik özelliklerinin kazandırıldığı yapılan testler ile kanıtlanmıştır. Elde edilen tüm analiz ve test sonuçlarının yorumlanması istatistiksel olarak da gerçekleştirilmiştir.

Sonuç olarak; düşük sıcaklıklar altında, düşük enerji maliyetli ve az kimyasal kullanımına olanak veren, çevreye dost yeni bir proses adımı oluşturulmuştur. Kaynakların verimli kullanımı ve sol jel yönteminin tekstilde farklı uygulamaları incelenerek; gelecekte bu konu üzerine çalışacak araştırmacılara bir kaynak oluşturulması amaçlanmıştır.

Abstract:
Ecological and economic responsibilities have led to the search for alternative material applications in the textile sector as well as in all sectors. This situation is the basis of studies on the investigation of new application methods. Among the alternative methods, the first place is to investigate the use of natural materials in textile applications. At the same time, it is important to produce high value added products with low costs and to create friendly process steps.

In this thesis study; pumice, amorphous silica and colemanite added printing and sol gel coating of cotton and poliester fabric samples were carried out. The aim of the study is to improve the physical properties of the fabric materials with using natural based materials.

The samples of %100 cotton and polyester fabric were processed by using pigment printing technique with solid particulate pumice, amorphous silica and colemanite materials and printing fixation process was performed by using the sol gel coating method. After printing processes using the amount of 100, 50 and 25 g/kg, fabric samples were coated with basic sol gel solution. The zeta potentials of the materials used were the essential of sol gel process.

After the new process, surface morphologies, EDS point analyzes and FT-IR analyzes of all fabric samples were performed. In addition, the properties such as strength, UV protection, air permeability, water permeability, abrasion resistance, flammability of all fabrics were investigated. Color measurements, dry and wet rubbing fastnesses measurements and antibacterial properties of cotton fabric samples tretaed with pigment printing were also investigated.

The results of surface analysis has proven that the chemical components of the materials are transferred to the fabric samples. It has been proven by the test results that all fabric samples are given high strength, UV protection, flammability, high abrasion resistance and low air permeability. Interpretation of all the analysis and test results obtained was also done statistically.

As a result; ecofriendly process step has been created that allows low energy cost and low chemical usage under low temperatures. Efficient use of resources and different applications of the sol gel method in textiles were examined; it is aimed to create a researcher resource to work on this topic in the future.