Pamuk ve elastan karışımı denim kumaşların borik asit, boraks dekahidrat, nano-sio2, triazin ve fosfor bileşimleri varlığında güç tutuşurluk özelliklerinin incelenmesi
Investigation of flame retardant properti̇es of cotton and elastane blended denim fabrics in the presence of boric acid, borax decahydrate, nano-sio2, tri̇azi̇ne and phosphorus composi̇ti̇ons
Yazar: GÖKHAN EYİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ NİLGÜN BECENEN
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uygulamalı Bilimler ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Günden güne artmakta olan emniyet ve güvenlik ihtiyacı, tekstil sektöründe de kendisini alev geciktiricili ürünlere olan talebin yükselmesi ile göstermektedir. Tekstil endüstrisinde, mevcut ürünlerde yeni bir etki yaratmak, kullanım özelliklerini geliştirmek, bilinen apre kimyasallarının performansını arttırmak için çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Ayrıca son yıllarda artan kimyasal kirlilik bilinçi ile kullanıcıların tercihi de çevreci tekstil ürünlerinden yana olmaktadır. Bu nedenlerle,  tekstil ürünlerin tasarlanıp üretilmeleri için, üretim süreçlerinin ve teknolojilerinin daha çevreci olmalarına çalışılmakta ve çeşitli tasarım modelleri planlanmaktadır. Bu çalışmada, hem kullanıcıların çevre ve insan güvenliği kaygılarını hem de kimyasal üreticilerinin , ticari sebeplerinden kaynaklanan kaygılarını gidermek için mevcut alev geciktiricilerin performansını arttıracak, elementlerin sinerjistik kombinasyonlarına dayanan çok bileşenli apre çözeltileri tasarlanmıştır. Selülozik lifler için tutuşma derecesini düşüren apre çalışmaları mevcuttur. Bu çalışmada farklı bir yaklaşım olarak, % 99 pamuk % 1 elastan içeren denim kumaşın termal direncini arttırmak ve yüksek güç tutuşurluk özellik kazandırmak için borik asit, boraks, nano SiO2, fosfor ve azot bileşimlerinin (CTAP) her biri ayrı ayrı ticari apre çözeltisine ilave edilerek apre çözeltileri hazırlanmıştır. Hazırlanan çok bileşenli apre çözeltileri kumaş numunelerine boyama sonrası bitim işlemi olarak uygulanmıştır. Çalışmanın amaçları; 1. Güç tutuşurluk etkisine sahip, ticari apre kimyasalına, borik asit, boraks (sodyum deka hidrat) nano-SiO2, ve CTAP bileşiklerinin ilavesinin, güç tutuşurluk performansı üzerindeki etkilerini belirlemek 2.Borik Asit, boraks, nano SiO2 ve CTAP bileşiklerinin denim kumaşların yüzey özellikleri, termal direnç ve alev geciktirici özelliklerine etkisini uluslararası standart ölçümlerle belirlemek ve bu şekilde denim kumaşların kullanım alanlarının arttırmak 3. Tekstiller için mevcut alev geciktirici aprelerde uygulanabilir yöntemlerle sinerjik etki mekanizması ile oluşturabilecek güç tutuşurluk performans iyileştirmelerine dikkat çekmektir.
Hazırlanan apre çözeltileri, fular-kurutma-fikse(pad-dry) yöntemi ile denim kumaşlara emdirilmiştir. Denim kumaşların yüzey özellikleri SEM-EDX ölçümleri ile yorumlanmıştır. Apresiz ve apreli denim kumaşların TGA analizi ile termal özellikleri AATCC 100 metodu ile de antibakteriyel etkileri, güç tutuşurluk performansları, limit oksijen indeks ölçümü (LOİ) TS 11162-1 EN ISO 4589-1 ve koruyucu giysiler TS EN ISO 15025 (dikey yanma) ve testleri ile ölçülmüş sonuçlar birbirleriyle karşılaştırılarak yorumlanmıştır. Sonuç olarak, çalışmada hazırlanan çok bileşenli kimyasal çözeltilerin her biri denim kumaş yüzeylerinde, kaplama tabakası oluşturabilmiştir. Ticari apre çözeltisinin güç tutuşurluk etkisini arttırmak için içine ilave edilen, borik asit, boraks, nano-SiO2 ve CTAP kimyasalları kumaş yüzey yapısına girmiştir. Ticari apre çözeltisinin güç tutuşurluk performansını basit ve uygulanabilir bir yöntemle arttırmışlardır. Apre çözeltilerinin güç tutuşurluk etkilerini belirlemede TGA, LOI ve dikey yanma testlerinin bir arada kullanılması anlamlı ve kesin sonuçlara ulaşılması açısından yeterli olmuştur. Borik asit içeren apre çözeltisi ile işlem görmüş numunelerin S.Aureus karşı antibakteriyel etkisi %90 olarak bulunmuştur. Denim kumaşların termal dayanım, güç tutuşurluk ve antibakteriyel özelliklerinin arttırılması ile kullanım alanları geliştirerek yüksek performanslı ürünlerin üretiminde kullanılabileceği tespit edilmiştir.

Abstract:
The increasing demand for safety and security is also reflected in the increasing demand for flame retardant products in the textile sector. In the textile industry, various studies are carried out in order to create a new effect on the existing products, to improve the usage properties and to improve the performance of known finishing chemicals. Furthermore, with the increasing awareness of chemical pollution in recent years, the preference of the users is in favor of environmentally friendly textile products. For these reasons, in order to design and produce textile products, production processes and technologies are tried to be more environmentally friendly and various design models are planned. In this study, multicomponent finishing solutions based on synergistic combinations of elements are designed to improve the performance of existing flame retardants in order to alleviate both the environmental and human safety concerns of users and the concerns of chemical manufacturers for commercial reasons. For cellulosic fibers, finishing studies are available to reduce the degree of ignition. As a different approach in this study, boric acid, borax, nano SiO2, phosphorus and nitrogen compounds (CTAP) were added to commercial finishing solution separately to increase thermal resistance of denim fabric containing 99% cotton and 1% elastane. Finishing solutions were prepared. The prepared multi-component finishing solutions were applied to the fabric samples after dyeing as a finishing process. Objectives of the study; 1. To determine the effects of the addition of commercially available chemical, boric acid, borax (sodium deca hydrate) nano-SiO2, and CTAP compounds, which have the effect of flammability, on the performance of the flame retardant. properties, thermal resistance and flame retardant properties to determine the effect of international standard measurements and thus to increase the use of denim fabrics.
The prepared solutions were impregnated with denim fabrics by pad-dry method. The surface properties of denim fabrics were interpreted by SEM-EDX measurements. Thermal properties of non-treated and finished denim fabrics by TGA analysis AATCC 100 method, antibacterial effects, strength ignition performance, limit oxygen index measurement (LOI) TS 11162-1 EN ISO 4589-1 and protective clothing TS EN ISO 15025 (vertical combustion) and Test results were compared and compared with each other. As a result, each of the multicomponent chemical solutions prepared in the study was able to form a coating layer on denim fabric surfaces. Boric acid, borax, nano-SiO2 and CTAP chemicals added to the commercial finishing solution were added to the fabric surface structure in order to increase the strength flammability effect. They improved the flame retardancy performance of commercial finishing solution in a simple and applicable method. Combination of TGA, LOI and vertical combustion tests to determine the power flammability effects of finishing solutions was sufficient to reach meaningful and definite results. The antibacterial effect of the samples treated with boric acid-containing finishing solution against S.Aureus was found to be 90%. It has been determined that denim fabrics can be used in the production of high performance products by improving their usage areas by increasing their thermal strength, strength and antibacterial properties.