Tekstil malzemelerine yanmazlık özelliğinin kazandırılması
Improvement of flame retardancy of textile materials
Yazar: ÇAĞLA GÜNSAL
Danışman: PROF. DR. NURSEL DİLSİZ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Sanayileşme ile birlikte, insanların güvenliği de önemli bir konu halinegelmiştir. Tekstil sanayisinin gelişmekte olan bölümü lifler, kumaşlar vekoruyucu giysilerde yeni gelişmeler bulunmaktadır. Güç tutuşur tekstilendüstrisi; üretim teknolojisi, çevre dostu, toksik olmayan ve tekstillerin konforözelliğini tamamlayıcı güç tutuşurluk sistemlerinin üretilmesi şeklindeolmaktadır. Bu tür malzemelerin kullanıldığı günlük yaşamda ve otomotiv,uzay ve havacılık alanlarında meydana gelen kazalar sonucunda çıkanyangınların sebep olduğu can ve mal kayıpları, sözü edilen malzemelerinkullanımında yeni kriterlerin ve yaptırımların ortaya çıkmasına nedenolmaktadır. Konulan kurallar ve sınırlamalar ise, günlük hayata girentekstilden modern ulaşım araçlarında kullanılan plastik malzemelere kadar,doğal veya sentetik polimerik malzemelerin yanmaya dayanıklı hale getirilmesiamacıyla yoğun bilimsel ve teknolojik araştırmalar yapılmasına yol açmıştır.Bu çalışmada tekstilde geniş kullanım alanına sahip akrilik yün elyaf karışımımalzemeler üretilmiştir. Akrilik, yün elyafa ve viskon kumaşa alev geciktiricikimyasal ve viskon kumaşa plazma polimerizasyonu uygulanmıştır. Bu amaçlaakrilik ve yüne organofosfor yapısında kimyasal, viskon kumaşa borik asit,organofosfor yapısında kimyasal ve plazma polimerizasyonda monomer olaraktrimetilborat, yüzey aktifleştirme için argon ve oksijen gazları kullanılmıştır.Çalışmada plazma polimerizasyon yöntemi, kimyasal uygulamada absorpsiyon(çektirme) ve emdirme kurutma (pad dry) yöntemi kullanılmıştır. Hazırlanannumune gruplarının karakterizasyonu aşamasında; termal özelliklerininbelirlenmesi için termogravimetrik analiz (TGA), kaplama yüzeylerininkarakterizasyonunda taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılmıştır.Yanma özelliklerinin belirlenmesi için ise limit oksijen indisi (LOİ), ve kimyasaluygulama sonucunda ürünün haslık özelliklerinin görülmesi için haslık testi vesuya karşı davranışını belirlemek için temas açısı ölçümü, mamulün üretimisırasında çalışma performansının belirlenmesi amacıyla nem tayini yapılmıştır.LOİ testi sonuçlarından, viskon kumaş için borik asitin ve emdirme kurutmayönteminin, akrilik yün karışımı için organofosforun ve absorpsiyon (çektirme)yönteminin çok iyi bir alev geciktirici etki gösterdiği görülmüştür. Akrilik yünkarışımına % 20 organofosfor içerikli kimyasalın absorpsiyon (çektirme)yöntemi ile uygulanması numunelerin LOİ değerini 18,7`den 19,75`earttırmıştır. Viskon kumaşa borik asit emdirme kurutma yöntemi ileuygulandığında numunenin LOİ değeri 18,8 `den 55 `in de üzerine çıkmıştır.Borik asit ve emdirme kurutma yönteminin beraber kullanılması LOİ değeriniarttırmıştır. TGA termogramlarından alınan sonuçlar da bunudesteklemektedir. Haslık testi sonucunda numunelerinin kullanım esnasındaherhangi bir sorun çıkarmayacak ölçüde olduğu belirlenmiştir. Temas açısıtestinde ise oksijen ile plazma aktifleştirmenin en hidrofilik yapı oluşturduğubelirlenmiştir. Kaplanan yüzeylerin incelendiği SEM mikrograflarından,oksijen plazmanın yüzeyi aktifleştirdiği kaplamanın başarılı olduğugörülmüştür.

Abstract:
Together with the industrialization, the safety of human turned into animportant subject. The developing field of textile industry includes newdevelopments in fibers, fabrics and protective clothes. Unflammable textileindustry produces environmentalist, non-toxic and comfort implementingunflammable systems. The life and goods losses in fires that are followed by theaccidents in daily life, automotive, space and aeronautic fields cause the arise ofnew criterion and sanctions. The laws and restrictions have excited the scientificand technological researches in order to make natural and synthetic polymericmaterials ranging from daily used textiles to plastic materials used in moderntransport vehicles resistant to flame.In this study, acrylic and wool mixture materials that are widely used in textileindustry were used. Flame resistant chemical was applied to acrylic and wool,and plasma polymerisation was applied to viscon fabric. For doing this,organophosphorus was applied to acrylic and wool, boric acid andorganophosphorus was applied to viscon fabric. In plasma polymerizationtrimetylborate was used as monomer and argon and oxygen gases were used forsurface activation. The production technique was blend method and thechemical application was pulling and pad dry.During the characterization step of materials, thermogravimetric analiz (TGA)were used for the determination of thermal properties, scanning electronmicroscopy (SEM) for the characterization of plated surfaces, limit oxygenindex (LOI) for the determination of burning properties, fastness test for theobservation of the fastness properties of the product after the chemicalapplication and contact angle measurement for the determination againstwater.LOI test results show that boric acid with pad dry method have a very goodflame resistant effect on viscon fabric and organophosphorus with pullingmethod have a very good flame resistant effect on acrylic wool composition. Theapplication of both 20% organophosphorus containing chemical and pullingmethod to the acrylic wool composition increased the LOI value of the samplesfrom 18,7 to 19,75. The application of both boric acid containing chemical withemdirme kurutma method to the acrylic wool composition increased the LOIvalue of the samples from 18,8 to over than 55. Using both boric acid containingchemical and pad dry method has increased the LOI value. The TGAthermograms have supported this result. At the end of the fastness test, thesamples were proved not to cause a problem during the usage. In the contactangle test, it was assumed that plasma activation with oxygen gives the mosthydrophilic structure. SEM micrographs used for the observation of the platedsurfaces showed that the plate activated by the oxygen plasma is successful.