POMZA, AMORF SİLİKA VE KOLEMANİT KATKILI BASKI VE SOL JEL YÖNTEMİ KULLANILARAK POLYESTER KUMAŞLARIN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ

Year 2022, Volume: 9 Issue: 17, 384 - 403, 31.08.2022

Kadri Akçalı , Meliha Oktav Bulut

https://doi.org/10.54365/adyumbd.1082701

Abstract

Günümüzde konvansiyonel yöntemler yerine alternatif olarak düşük maliyetli, çevreye dost ve doğal esaslı malzemelerin kullanımı ile son ürünlerin özelliklerinin geliştirilmesi çalışmaları tekstil sektöründe de diğer sektörlerde olduğu gibi ön plana çıkmaktadır. Çalışma kapsamında % 100 polyester dokuma kumaş numunelerinin katı partiküllü pomza, amorfsilika ve kolemanit katkı malzemeleri kullanılarak pigment baskı tekniği ile kaplanması ve sol jel yöntemi ile baskı fiksajının gerçekleştirilmesi işlemi yapılmıştır. Farklı katkı oranları ile gerçekleştirilen baskı işlemleri sonrasında mevcut kumaş numunelerinin yüzey analizleri yapılarak, mukavemet, aşınma direnci, UV koruma ve hava geçirgenliği özellikleri karşılaştırılarak, elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Sonuç olarak farklı alanlarda kullanım olanaklarına sahip, düşük sıcaklık ve düşük enerji maliyetli, minimum kimyasal kullanımına olanak tanıyan yeni bir işlem adımı oluşturulmuştur.

Keywords

Pomza, Amorf silika, Kolemanit, Sol jel, Baskı

Supporting Institution

Süleyman Demirel Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Project Number

4030-D1-14

Thanks

Bu çalışma; Süleyman Demirel Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından 4030-D1-14 nolu proje kapsamında desteklenmiştir.

IMPROVING THE PHYSICAL PROPERTIES OF POLYESTER FABRIC BY USING PUMICE, AMORPHOUS SİLİCA AND COLEMANİTE ADDITIVE PRINTING AND SOL GEL METHODS

Abstract

Today, the use of low-cost, environmentally friendly and natural-based materials as an alternative to conventional methods and the development of the properties of the final products come to the fore in the textile sector, as in other sectors. In this study, 100% polyester woven fabric samples were coated with pigment printing technique using solid particle pumice, amorphous silica and colemanite additives and printing fixation was carried out by sol gel method. After the printing processes carried out with different additive ratios, the surface analyzes of the existing fabric samples were made and the results obtained were evaluated by comparing their strength, abrasion resistance, UV protection and air permeability properties. As a result, a new process step has been created, which has the possibilities of use in different areas, low temperature and low energy cost, and allows the use of minimum chemicals.

Keywords

Pumice, Amorphous silica, Colemanite, Sol gel, Printing

Project Number

4030-D1-14

References

• Mackenzie JD, Bescher EP. Chemical routes in the synthesis of nanometerials using the sol-gel process. Accounts of Chemical Research 2007; 40(9): 810-818.
• Mete G. Sol-jel teknolojisini kullanarak pamuklu kumaşa su, yağ iticilik ve güç tutuşurluk özelliklerinin kazandırılması. Yüksek lisans tezi. Denizli: Pamukkale Üniversitesi; 2013.
• Brinker C, Scherer G. Sol-gel science the physics and chemistry of sol-gel processing. New York: Academic Press; 2013.
• Guglielmi M, Kickelbick G, Martucci, A. Sol-gel nanocomposites. New York: Springer; 2014.
• Topel E. Sol-jel teknolojisi ile tekstil materyallerinin boyanması ve haslık özelliklerinin geliştirilmesi. Yüksek lisans tezi. İzmir: Dokuz Eylül Üniversitesi; 2014.
• Akçalı K. Doğal esaslı malzemeler kullanılarak sol jel kaplama metodu ile pamuklu ve polyester kumaşların fiziksel özelliklerinin araştırılması. Doktora tezi. Isparta: Süleyman Demirel Üniversitesi; 2017.
• Livage J, Beteille F, Roux C. Sol – gel synthesis of oxide materials. Acta Materialia 1998; 46(3): 743-750.
• Toygun Ş, Köneçoğlu G, Kalpaklı Y. General principles of sol-gel. Sigma 2013; 31: 456-476.
• Şahin S. Medikal alanda kullanılan tekstillerde antibakteriyel etkiler için sol-jel uygulamaları. Yüksek lisans tezi. İzmir: Dokuz Eylül Üniversitesi; 2011.
• Göksu E. Sol – jel yöntemiyle antibakteriyel ince film kaplanması. Yüksek lisans tezi. Afyon: Afyon Kocatepe Üniversitesi; 2016.
• Mahlting B, Böttcher H. Modified silica sol coating for water-repellent textiles. Journal of Sol-Gel Science and Technology 2003; 27: 43-52.
• Schindler WD, Hauser PJ. Chemical finishing of textiles. Cambridge: Woodhead Publishing Ltd and CRC Press LLC; 2004.
• Cireli A, Onar N, Ebeoğlugil, MF, Kayatekin I, Kutlu B, Culha O, Çelik E. Development of flame retardancy properties of new halogen-free phosphorous doped SiO2 thin films on fabrics. Journal of Applied Polymer Science 2007; 105: 3747-3756.
• Li F, Xing Y, Ding X. Silica xerogel coating on the surface of natural and synthetic fabrics. Surface and Coatings Technology 2008; 202: 4721-4727.
• Onar N. Sol-jel yöntemi kullanilarak tekstil materyallerinin elektriksel, manyetik ve mikrodalga özelliklerinin modifikasyonu ile görünmezlik özelliği kazandırılması. Doktora tezi. İzmir: Dokuz Eylül Üniversitesi; 2009.
• Kan H, Zhang L, Xu H, Mao Z, Cao H. Optimization of conditions for nanocrystal ZnO in-situ growing on SiO2 – coated cotton fabric. Textile Research Journal 2010; 80(7): 660-670.
• Brancatelli G, Colleoni C, Massafra MR, Rosace G. Effect of hybrid phosphorus-doped silica thin films produced by sol-gel method on the thermal behavior of cotton fabrics. Polymer Degradation and Stability 2011; 96(4): 483–490.
• Parvinzadeh M, Ebrahimi I. Atmospheric air-plasma treatment of polyester fiber to improve the performance of nanoemulsion silicone. Applied Surface Science 2011; 257: 4062-4068.
• Ferrero F, Periolatto M. Application of fluorinated compounds to cotton fabrics via sol-gel. Applied Surface Science 2013; 275: 201-207.
• Onar N, Mete G, Akşit A, Kutlu B, Çelik E. Water and oil repellency properties of cotton fabric treated with silane, Zr, Ti based nanosols. International Jorunal of Textile Science 2015; 4(4): 84-96.
• Akçalı K, Oktav Bulut M. A new finishing process of cotton fabric. Industria Textila 2019; 2: 101-110.
• Gündüz L, Sarıışık A, Tozaçan B, Davraz M, Uğur İ, Çankıran O. Pomza teknolojisi cilt 1. Isparta: Süleyman Demirel Üniversitesi; 1998.
• Karabay D. Değişik oranlarda pomza, talk ve serpantin ilavelerinin fayans masse üzerine etkileri. Yüksek lisans tezi. Kütahya: Dumlupınar Üniversitesi; 2006.
• Aksoy E. Isparta gelincik pomza yataklarinin jeolojisi, fiziksel ve mekanik özelliklerinin araştırılması. Yüksek lisans tezi. Konya: Selçuk Üniversitesi; 2010.
• Amato G, Campione G, Cavaleri L, Minafo N, Miraglia N. The use of pumice lightweight concrete for masonry applications. Materials and Structure 2012; 45(5): 679-693.
• Tuncer G, Özkan ŞG. Pomza madenciliğine genel bir bakış. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 2001; 7(2): 269-276.
• Durgun, MY. Pomza, kolemanit, barit ve yüksek fırın cürufu katkılı boyalarla kaplanan beton ve donatıların korozyon performansı. Yüksek lisans tezi. Kahramanmaraş: Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi; 2011.
• Davraz M. Isparta keçiborlu yöresi doğal amorf silika oluşumlarının geleneksel ve hafif beton endüstrilerinde kullanılabilirliğinin araştırılması. Doktora tezi. Isparta: Süleyman Demirel Üniversitesi; 2004.
• Dereli B. Bor ve amorf silikanın betonitin mühendislik özelliklerine etkisi. Yüksek lisans tezi. Isparta: Süleyman Demirel Üniversitesi; 2013.
• Coşan FŞ. Amorf silika, volkanik tüf ve kireç kullanilarak iyileştirilmiş yüksek plastisiteli kilin mühendislik özellikleri. Yüksek lisans tezi. Isparta: Süleyman Demirel Üniversitesi; 2016.
• Beall HG. Industrial aplication of silica. Silica Physical Behaviour, Geochemistry and Materials Applications 1994; 29: 469-504.
• Shackelford J, Doremus RH. Ceramic and glass materials structure, properties and processing. New York: Springer; 2008.
• Çetin B. Poliinden/kolemanit kompozitin sentezi, karakterizasyonu ve elektroreolojik özelliklerinin araştırılması. Yüksek lisans tezi. Ankara: Gazi Üniversitesi; 2011.
• Polat H. Kolemanitli betonların bazı durabilite özelliklerinin incelenmesi. Yüksek lisans tezi. Isparta: Süleyman Demirel Üniversitesi; 2012.
• Asgari G, Roshani B, Ghanizadeh G. The investigation of kinetic and isotherm of fluoride adsorption onto functinalize pumice stone. Journal of Hazardous Materials 2012; 217: 123-132.
• Zhao X, Shi Y, Wang T, Cai Y, Jiang G. Preparation of silica-magnetite nanoparticle mixed hemimicelle sorbents for extraction of several typhical phenolic compounds from enviromental water samples. Journal of Chromatography A 2008; 1188: 140-147.
• Yaman N, Özdoğan E, Koçum İC, Ayhan H, Öktem T, Seventekin N. Improvement surface properties of polypropylene and polyester fabrics by glow discharge plasma system under atmospheric condition. Tekstil ve Konfeksiyon 2009; 1: 45-51.
• Pasqui D, Barbucci R. Synthesis, characterization and self cleaning properties of titania nanoparticles grafted on polyester fabrics. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry 2014; 274: 1-6.
• Tyagi B, Chudasama CD, Jasra RV. Determination of structural modification in acid activated montmorillonite clay by FT-IR spectroscopy. Spectrochimica Acta Part A 2006; 64: 273-278.
• Tunç S, Duman O. Effect of electrolytes on the electrokinetic properties of pumice suspensions. Journal of Dispersion Science and Technology 2009; 30: 548-555.
• Oktav Bulut M, Çimen Ö, Akbulut Y, Akçalı K, Dereli B. Application of amorphous silica, colemanite and pumice on cotton fabric by screen printing method. Industria Textila 2015; 66(5): 289-296.
• Kitadai N, Yokoyama T, Nakashima S. ATR-IR spectroscopic study of l-lysine adsorption on amorphous silica. Journal of Colloid and Interface Science 2009; 329: 31-37.
• Kalay Ş, Yılmaz Z, Çulha M. Synthesis of boron nitride nanotubes from unprocessed colemanite. Bellstein Journal of Nanotechnology 2013; 4: 843-851.
• Jun L, Shuping X, Shiyang G. F-TIR and raman spectroscopic study of hydrated borates. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 1995; 51: 519-532.
• Budak A, Gönen M. Extraction of boric acid from colemanite mineral by supercritical carbon dioxide. The Journal of Supercritical Fluids 2014; 92: 183-189.
• Kızılca M, Copur M. Thermal dehydration of colemanite: kinetics and mechanism determined using the master plots method. Canadian Metallurgical Quarterly 2017; 56(3): 259-271.
• Saravanan D. UV protection textile materials. AUTEX Research Journal 2007; 7(1): 53-62.
• Akaydın M, İkiz Y, Kurban NS. Pamuklu örme kumaşlarda UV işinlarinin geçirgenliğinin ölçümü ve değerlendirilmesi. Tekstil ve Konfeksiyon 2009; 3: 212-217.
• Merdan N, Acar K. Tekstilde UV absorban madde uygulamalari. İstanbul Ticaret Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi 2009; 8(16): 1-12.
• Ateşer HO. Amorf silika seramiklerinin andaluzit katkisiyla sinterlenme ve mekanik özelliklerinin incelenmesi. Yüksek lisans tezi. Istanbul: İstanbul Teknik Üniversitesi; 2010.