Polieterimid liflerinin boyanma özelliklerinin araştırılması
Investigation of dyeing properties of polyetherimide fibers
Yazar: ECE KALAYCI
Danışman: PROF. DR. OSMAN OZAN AVİNÇ
Pamukkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, ısıya dayanıklı yüksek performanslı lif türlerinden biri olan polieterimid (PEİ) liflerinin renklendirme özellikleri detaylı bir şekilde araştırılmıştır. Tez kapsamında yapılan ilk çalışmada PEİ kumaşların dispers boyarmaddeler ile boyanma işlemlerine odaklanılmıştır. Ortogonal Dizi (Taguchi deneysel tasarım yöntemine göre yapılan boyama sonrası numunelerin renk kuvveti, mukavemet ve haslık ölçümleri istatistiksel olarak analiz edilerek ideal boyama koşulları belirlenmiştir. Tez çalışması kapsamında odaklanılan bir diğer konu başlığında PEİ yapıların dispers boyama işlemleri sonrası uygulanan indirgen yıkama işlemleri incelenmiştir. Yaygın kullanılan indirgen yıkama ajanları ile farklı sıcaklık, süre ve alkali/asit şartlarında gerçekleştirilen indirgen yıkama işlemleri sonucunda, PEİ kumaşların indirgen yıkama işlemleri sonrası renk haslıkları ve mukavemetleri değerlendirilmiştir. Buna ilaveten yapılan incelemelerde indirgen yıkama işlemleri sonrası atık suların çevre yükü analiz edilmiş ve işlemlerin karbon ayak izi hesaplanarak en etkili indirgen yıkama prosedürleri belirlenmiştir. Tez çalışmasının odaklandığı üçüncü ve son konu başlığında PEİ yapıların çevre dostu boyama yöntemlerinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu bağlamda tekstil endüstrisindeki en tehlikeli tekstil yardımcı maddelerinden olan ve yüksek performanslı lifler gibi hidrofob yapılı zor boyanan tekstil liflerinin boyanma işlemlerinde sıklıkla tercih edilen difüzyon hızlandırıcı (taşıyıcı) ajanlarına doğal alternatiflerin kullanılabilirliği araştırılmıştır. Doğal boya olarak zerdeçal ve doğal difüzyon hızlandırıcı olarak çeşitli uçucu yağlar kullanıldığı bu çalışmada, mikrodalga ortamında kısa süreli boyama işlemleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, PEİ liflerinin zerdeçal ile mikrodalga ortamında kolaylıkla renklendirilebileceğini ayrıca vanilya yağı, lavanta yağı ve adaçayı yağı gibi uçucu yağların etkin bir şekilde doğal difüzyon hızlandırıcı ajanı olarak PEİ liflerinin zerdeçal ile doğal boyama işlemlerinde kullanılabileceğini göstermektedir. Sonuç olarak, bu tez çalışması PEİ liflerinin renklendirme işlemlerinin etkin ve verimli koşullarını belirlemeyi amaçlamakta olup, tekstil endüstrisinde sürdürülebilir ve çevre dostu boyama süreçlerinin geliştirilmesine önemli katkılar sunmaktadır.

Abstract:
In this thesis study, the coloring properties of polyetherimide (PEI) fibers, one of the heat-resistant high-performance fiber types, were investigated in detail. The first study conducted within the scope of the thesis focused on the dyeing processes of PEI fiber fabrics with disperse dyestuffs. After dyeing according to the Orthogonal Array (Taguchi experimental design method), the color strength, strength and fastness measurements of the samples were statistically analyzed and the ideal dyeing conditions were determined. Another topic covered within the scope of the thesis is the reduction clearing processes applied after the disperse dyeing of PEI fibrous structures. The color fastness and strength of PEI fiber fabrics were evaluated after reduction clearing processes carried out with commonly used reduction clearing agents at different temperatures, durations, and alkaline/acid conditions. In addition, the environmental burden of wastewater from these reduction clearing processes was analyzed, and the most effective reduction clearing procedures were determined by calculating the carbon footprint of the processes. The third and final topic of the thesis focuses on the development of environmentally friendly dyeing methods for PEI fiber structures. In this context, the usability of natural alternatives to carrier agents—among the most hazardous textile auxiliaries in the industry and frequently used in dyeing hydrophobic textile fibers such as high-performance fibers—was investigated. Turmeric was used as a natural dye and various essential oils were used as natural carriers. Short-term dyeing processes were carried out in a microwave environment. The results show that PEI fibers can be easily colored with turmeric in a microwave environment and that essential oils such as vanilla oil, lavender oil, and sage oil can be effectively used as natural carrier agents in the dyeing processes of PEI fibers with turmeric. In conclusion, this thesis study aims to determine the effective and efficient conditions for the coloring processes of PEI fibers, making significant contributions to the development of sustainable and environmentally friendly dyeing processes in the textile industry.