Katkılı polimerlerle kaplanan kumaşların elektromanyetik kalkanlama özelliklerinin incelenmesi
Investigation of electromagnetic shielding properties of fabrics coated with doped polymers
Yazar: AYŞEGÜL PEYNİRCİOĞLU
Danışman: PROF. DR. TANER KAVAS
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Elektromanyetik alanlar = Electromagnetic fields ; Elektromanyetik dalgalar = Electromagnetic waves ; Elektromanyetik etkileşmeler = Electromagnetic interaction ; Elektromanyetik kirlilik = Electromagnetic pollution ; Elektromanyetik radyasyon = Electromagnetic radiation ; Polietilen = Polyethylene ; Poliüretan = Polyurethane ; Reaktif polimerler = Reactive polymers ; İletken kopolimerler = Conducting copolymers ; İletken polimerler = Conducting polymers

Özet:
Modern üretim teknikleri ve geliştirilmiş malzemeler sayesinde katkılı iletken polimerler son yıllarda tekstil sektöründe çok çeşitli uygulamalarda kaplama malzemesi olarak kullanılmaktadır. Günlük hayatta evde ya da iş yerlerinde elektrikli ve elektronik cihazların kullanımı ile birçok insan radyasyona maruz kalmaktadır. Bu elektronik aletlerin yaymış olduğu zararlı ışınlar ise pek çok canlının hayatını olumsuz etkilemektedir. Bu durumu en aza indirmek için yapılan bu tezde, pamuk kumaş numunelerinin katkılı polimerler ile kaplanıp, elektromanyetik kalkanlama derecesini ölçerek, elektromanyetik dalgaların absorbe edilmesi üzerine çalışma yapılmıştır. Katkılı polimer olarak poliüretan (PU) ve polietilen (PE), kalkanlamaya yardımcı malzemeler olarak ise bor oksit (B2O3) ve epoksi reçine kullanılmıştır.  PU, PU+B2O3, PE, PE+B2O3olarak 4 farklı komponent analizleri, ışınlamanın yarattığı etkiler spektroskopik yöntemlerle incelenmiştir. Bu çalışmalar, atmosfer şartlarında kimyasal polimerizasyon yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Ayrıca kumaşların yoğunluk değerleri hesaplanmıştır. Ham kumaşın yoğunluğu 0.660 g/cm3 olarak bulunmuştur. Bunun yanında işlem görmüş kumaşların yoğunlukları sırasıyla; PU 0.93g/cm3, PU+B2O3 1.097 g/cm3, PE 0.80 g/cm3, PE+B2O3 0.944 g/cm3 olarak ölçülmüştür. Sonucunda da B2O3 maddesinin ilavesiyle kumaşlar üzerinde yoğunlukların daha da arttığı görülmüştür. Bu koşullarda yapılan analizler FT-IR, SEM+EDX, EMSE (Elektromanyetik Kalkanlama Etkinliği)ile irdelenmiştir. FT-IR yöntemi ile yapılan çalışmalarda C-H, C-O, C=C, N-H ve O-H bağları görülmüş olup, karakteristik pikler elde edilmiştir. SEM+EDX ile mikro yapısal özellikler incelenmiştir. Tüm analiz boyunca sadece Karbon (C) ve Oksijene (O) rastlanmıştır. EMSE' de absorbsiyon, yansıma, geçirgenlik ölçümlerine bakılmıştır. Değerler sonucunda PU+B2O3 ile kaplanan kumaşın diğer kumaşlara göre daha iyi kalkanlama yaptığı, 1275 MHz'de 43 dB olduğu sonucuna varılmıştır. Bu değerler profesyonel kullanım için iyi derecede kategorize edilmiştir. Bu bağlamda elde edilen bu olumlu sonuçların hedeflenen çalışmaya bağlı olarak dikkate alınması durumunda önemli katkılar sunma potansiyeli olduğu anlaşılmaktadır.

Abstract:
Doped conductive polymers have been used as coating materials in a wide range of applications in the textile industry recently thanks to improved materials and modern production techniques.In daily life, many people are exposed to radiation through the use of electrical and electronic devices at home or at work.The harmful rays emitted by these electronic devices negatively affect the lives of many living things.In this thesis, in order to minimize this situation, a study was conducted on absorbing electromagnetic waves by coating cotton fabric samples with doped polymers and measuring the degree of electromagnetic shielding.Polyurethane (PU) and polyethylene (PE) were used as doped polymers, boron oxide (B2O3) and epoxy resin were used as shielding auxiliary materials.PU, PU+B2O3, PE and PE+B2O3 as 4 different component analyses, the effects of irradiation were investigated by spectroscopic methods. These studies were carried out using the chemical polymerization method under atmospheric conditions. In addition, the density values of the fabrics were calculated.The density of the raw fabric was found to be 0.660 g/cm3. In addition, the treatedfabrics densities, PU 0.93 g/cm3, PU+B2O3 1.097 g/cm3, PE 0.80 g/cm3 and PE+B2O3 0.944 g/cm3 were measured. As a result, it was observed that the densities of the fabrics increased even more with the addition of B2O3 substance.The analyses performed under these conditions were examined with FT-IR, SEM+EDX and EMSE (Electromagnetic Shielding Effectiveness). In the studies performed by FT-IR method, C-H, C-O, C=C, N-H and O-H bonds were observed and characteristic peaks were obtained.Microstructural properties were investigated with SEM+EDX. Only Carbon (C) and Oxygen (O) were found during the analysis. Absorption, Reflection and Transmittance Measurements were examined in EMSE.As a result of the values, it was concluded that the fabric coated with PU+B2O3 has better shielding compared to other components, it is 43 dB at 1275 MHz. These values are well categorized for professional use. In this context, it is understood that if these positive results obtained are taken into account depending on the targeted study, there is a potential to make significant contributions.