Tabakalı silikat yapısındaki killerin deri finisajında kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigating possible use of layered silicate clays in leather finishing
Yazar: ERDAL KARAÇAKI
Danışman: PROF. DR. HASAN ÖZGÜNAY
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Deri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Deri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Deri Mühendisliği = Leather Engineering

Özet:
Günümüz koşullarında, üretilen mamul derilerden istenilen haslık değerleri giderek artmaktadır. Bu haslık değerlerini sağlamak amacıyla birçok finisaj sistemleri geliştirilmiştir. Mevcut sistemlerde bu değerler çapraz bağlayıcı olarak tanımlanan malzemeler kullanılarak sağlanmaktadır. Ancak, çapraz bağlayıcıların çevre ve insan sağlığına olan olumsuz etkileri de göz ardı edilmemektedir. Bu çalışmada, tabakalı silikat yapısındaki Bentonit ve Montmorillonit esaslı killer, deri finisajının boya ve cila katlarında çeşitli polimer emülsiyonlarıyla farklı oranlarda karıştırılarak kompozit bir yapı oluşumu sağlanmış ve finisajın çeşitli haslık değerlerinde performans artışı sağlanması amaçlanmıştır.
Çalışmada ilk etapta killerin iyi bir şekilde disperse olması için uygulanan ultrasound işlemi optimize edilmeye çalışılmıştır. Çalışmanın ikinci aşamasında polimerler ultrasound işlemi uygulanmış killerle %1, 3, 5 oranlarında karıştırılmış ve homojenize edilmiştir. Hazırlanan polimer-kil kompozitlerinden film elde edilmiştir. Kil tabakalarının polimer içerisindeki dağılım özellikleri (interkale/eksfoliye) XRD, filmlerin ısıl bozunma davranışları ise TGA analizleri kullanılarak incelenmiştir. Çalışmanın üçüncü aşamasında elde edilen nanokompozitler deri finisaj formülasyonlarında boya katında temel binder ve/veya cila katında apre malzemesi olarak kullanılmıştır. Yapılan fiziksel testler ve görsel incelemeler sonrasında doğal cilt görünümünün korunduğu, yaş/kuru sürtme, yüzey ısıl dayanım değerlerinde iyileşmeler sağlandığı tespit edilmiştir.

Abstract:
In today's conditions, the desired fastness values from the manufactured leathers are increasing gradually. Many finishing systems have been developed to provide these fastness values. In existing systems, these values are provided by using materials defined as cross-linkers. However, the negative effects of cross-linkers on the environment and human health cannot be ignored. In this study, Bentonite and Montmorillonite based clays in layered silicate structure were mixed with various polymer emulsions in different proportions in the base and lacquer coats of leather finishing forming a composite structure and it was aimed to increase performance in various fastness values of the finish.
In the first stage of the study, the ultrasound process applied for a good dispersion of the clays was tried to be optimized. In the second stage of the study, the polymers were mixed with the clays treated with ultrasound at a ratio of 1, 3, 5% and homogenized. Films were obtained from the prepared polymer-clay composites. The dispersion properties of the clay layers in the polymer (intercalated/exfoliated) were investigated by using XRD, and the thermal decomposition behavior of the films was investigated by using TGA analysis. The nanocomposites obtained in the third stage of the study were used as a base binder in the base coat and/or a finishing material in the lacquer coat in leather finishing formulations. After physical tests and visual inspections, it was determined that the natural leather appearance was preserved, and improvements were achieved in wet/dry rubbing and surface thermal resistance values.