Pet ipliğin fiziksel özellikleri ve boyutsal kararlılığına doğrusal yoğunluk değişiminin etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of linear density change on the physical properties and dimensional stability of poly (Ethylene terephthalate) yarn
Yazar: İNCİ GÜNAYDIN
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET KODAL
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı / Polimer Bilim ve Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Kararlılık = Stability ; Oryantasyon = Orientation ; Polietilen tereftalat = Polyethylene terephthalate ; Yoğunluk = Density

Özet:
Poli(etielen tereftalat) (PET), etilen glikol ve tereftalik asidin esterifikasyonu ile sentezlenmektedir. Üretilen endüstriyel iplik yüksek dayanım, düşük su tutma özelliği ve iyi boyutsal kararlılığa sahiptir. Yüksek kristallenme kabiliyetine sahiptir. Denemenin gerçekleştirildiği PET'ten lif üretimi iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Katı hal polimerizasyonunda, ilk aşamada amorf peletlerin nemi ve tozu alınmıştır. Daha sonra kristalinite değeri %38-%41 olacak şekilde kristalizörden alınmıştır. Son reaksiyon aşamasında ise intrinsik viskozite (IV) değeri artırılmıştır. Peletler ardından tek vidalı ekstrüdere beslenmiştir. Eriyik hale getirilen PET düze ve spinerete gönderilmiştir. Spinneretlerden çıkan eriyik polimer hızlı soğutma aşamasında nemli havayla karşılaşarak filament haline getirilmiştir. Devamında fiziksel özelliklerinin belirlenmesini sağlayan soğuk ve sıcak çekme işlemi gerçekleştirilmiştir. En son yüksek sarım hızına sahip (sarım hızı: 5800 m/dk) sarıcılarla nihai ürün haline getirilmiştir. İşletmede farklı dtex değerlerine sahip olan lifler farklı spinneretler kullanılarak üretilmektedir. Bu durumda 30 dakikalık duruş yaşatan pack değişimi gerektirmektedir. Bu çalışma kapsamında farklı spinneretler kullanılarak farklı doğrusal yoğunluklarda (dpf) üretim yapılması denenmiştir. Doğrusal yoğunluk değerlerini arttırıp azaltarak PET iplik mekanik özellikleri ve ısı karşısında boyutsal kararlılık seviyesi, amorf/krsitalin oryantasyonu, XRD, DSC, TGA ve SEM incelemeleri yapılarak değişimler incelenmiştir. Çalışma kapsamında, 108 delikli spinneretle deneme üretimi yapılmıştır. Deneme 1100 ürününün standart 1100 ürününe göre kopma mukavemeti ve kopmada uzama değerlerinde önemli bir değişiklik tespit edilmemiştir. Buna karşılık daha düşük kısalma ve daha yüksek elastisite modül değerine sahip olduğu görülmüştür. Tüm değerler limitler içerisinde değişim göstermiştir. Deneme ürünün, standart ürün özelliklerinden çoğunlukla farklı olmadığı ve mekanik özellik bakımından elastisite modülü ve kısalma değerlerinde iyileşme gerçekleştiği görülmüştür.

Abstract:
Poly(ethylene terephthalate) (PET) is synthesized by esterification of ethylene glycol and terephthalic acid. The industrial yarn has high strength, low water absorption ability, good dimensional stability, and high crystallization ability. PET fiber production is carried out in two stages. In the solid-state polymerization, moisture and dust of the amorphous pellets are removed, and the intrinsic viscosity (IV) value and crystallinity value, 38%-41%, increased. The pellets were fed into a single screw extruder. PET in the molten state was sent to packs and spinneret. The molten polymer was turned into filaments by encountering moist air during the rapid cooling stage. Afterward, cold/hot drawing processes were carried out to determine the physical properties. It is now the final product with a high wind speed, 5800 m/min in winders. Fibers with different dtex values are produced by using different spinnerets in the company which requires a 30-minute pack change. This study contains different linear density by using different spinnerets in a production trial. The mechanical, dimensional stability against heat and amorphous/crystalline orientation of PET fibers obtained by decreasing the dpf (denier/filament) values were investigated via XRD, DSC, TGA and SEM analysis. In this study, PET fiber samples were produced with a 108-hole spinneret. The control 1100 product exhibited the same tensile strength and elongation at break, lower shrinkage, higher modulus than standart 1100 PET fiber. All values varied within the limits. The trial product is like the standard product properties and an improvement has been achieved in the modulus of elasticity, shortening values in terms of mechanical properties.