Doğal lif takviyeli kompozit liflerin üretim ve kullanım özelliklerinin araştırılması
An investigation on production and properties of natural fibres reinforced composite fibres
Yazar: YASEMİN SEKİ
Danışman: PROF. DR. AYSUN AKŞİT
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Bu doktora tezi çalışmasında, ülkemizde ve dünyada önemli bir tekstil hammaddesi olan polipropilen liflerinin üretimi sırasında polimer içerisine selüloz esaslı doğal lifler eklenerek kompozit lifler üretilmesi ve polipropilen liflerinin yapısal ve fiziksel özelliklerine olan etkisinin değerlendirilmesi amaçlanmaktadır. 
Kompozit liflerin üretim aşamasında öncelikle polipropilene eklenecek olan jüt lifleri toz hale getirilmiş ve sonrasında polipropilen içerisindeki dağılımını sağlamak için farklı kimyasal maddeler ve farklı işlem parametrelerinde modifikasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Uygulanan yüzey kimyası analiz sonuçları dikkate alınarak jüt lifi yüzey hidrofilliğinin azaltılmasında en etkili olan modifikasyon parametreleri belirlenmiş ve modifiye edilmiştir. Tez çalışması kapsamında, farklı modifikasyon işlem parametrelerinin jüt lifinin yüzey kimyasına olan etkilerinin analiz edilmesi sonucu, yüzey hidrofilliğinin azaltılması dikkate alınarak jüt lifleri sodyum perborat trihidrat ve silikon yağı ile modifiye edilmiştir. Modifiye jüt lifleri çift vidalı ekstrüderde ağırlıkça farklı oranlarda polipropilene eklenerek polipropilen kompozit granülleri üretilmiş, eriyikten lif çekim makinesinde kompozit liflerin üretimi gerçekleştirilmiş ve analiz edilmiştir. Ayrıca çalışma kapsamında, halı atkı ipliği olarak kullanılan jüt atıklarının da modifiye edilerek polipropilene katkılandırılması ile polipropilen kompozit lifleri üretilmiş ve analizleri gerçekleştirilmiştir. 
Yapılan lif üretim denemeleri sonucu kompozit filamentlerin üretilebilirliği açısından en yüksek jüt katkı oranı belirlenmiştir. Daha düşük katkı oranlarında polipropilen liflerinin özellikleri önemli derecede değişmezken, daha yüksek katkı oranlarında eriyikten lif çekimi sırasında ekstrüderde filtrelerde meydana gelen tıkanmalar ve alınan filamentlerin godet çıkrıklarına sarılamayıp kristalizasyonun ve oryantasyonun geliştirilememesi gibi teknik sorunlarla karşı karşıya kalınmıştır.  Modifiye jüt katkısının polipropilen liflerinin yapısal ve mekaniksel özelliklerine etki ettiği, hidrofob karakterdeki polipropilenin nem alımını ve hidrofilliğini önemli derecede arttırdığı belirlenmiştir. 
Elde edilen sonuçların, benzer konularda çalışan araştırmacılara ve sektördeki sentetik lif üretiminde faaliyet gösteren üreticilere doğal malzeme katkılı sentetik liflerinin geliştirilmesi ile ilgili çalışmalara katkı sağlayacağı öngörülmektedir.

Abstract:
In this doctorate dissertation, it is purposed to manufacture composite fibers by adding cellulose based natural fibers into molten polymer during spinning of polypropylene fibers which are very important textile raw material in both our country and world and to assess effect of addition on structural and physical properties of polypropylene fibers.
In production of composite fibers, jute fibers are converted into particulate and surface treatments by using different chemicals and parameters were performed in order to provide distribution of particles in polypropylene fiber. The most effective modification process parameters for decreasing surface hydrophilicity were determined by taking into account results of surface chemistry analysis and jute fibers were modified. In this study, jute fibers were modified with sodium perborate trihydrate and silicone oil by considering decreasing surface hydrophilicity as a result of evaluating effect of different modification parameters on surface chemistry of jute by different analysis methods. Polypropylene granules having modified jute fibers in different contents were produced by using twin screw extruder, filaments were spun by melt spinning and analyzed. Additionally, composite fibers were manufactured by adding modified waste jute fibers which are used as weft yarn in carpets and analyzed. 
The maximum weight ratio of jute fibers was determined for spinnability of polypropylene filaments. In lower contents of particles, properties of filament slightly affected whereas technical problems such as blockage of filters in extruder in melt spinning and not developing of crystallization of filaments as a result of nonstretching occurred in case of higher contents. It is determined that modified jute influenced structural and mechanical properties and also increased moisture absorption and hydrophilicity of polypropylene fibers significantly. It is thought that obtained findings will contribute researchers who study similar issues and manufacturers performing in synthetic fiber production on development of chemical fibers doped with natural additives.