Çift Duvarlı Faz Değiştiren Madde Çekirdekli Nano Ve Mikrokapsüllerin Üretimi Ve Tekstil Uygulaması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekstil Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Simge ÖZKAYALAR
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Sennur ALAY AKSOY
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, tekstiller için katkı materyali olarak kullanılmak üzere gizli ısı enerjisi depolama ve yayma özellikli nanokapsüllerin üretimi amaçlanmıştır. Bu amaç için, n-dodekanol ve 1-tetradekanol faz değiştiren madde olarak kullanılmış ve poli(metil metakrilat-ko-metakrilamid) ve poli(metil metakrilat-ko-metakrilik asit) duvarlar ile kapsüllenmiştir. Nanokapsüller su içinde yağ emülsiyon polimerizasyon metodu kullanılarak üretilmiştir. Emülsiyon polimerizasyonu tek aşamalı ve iki aşamalı olarak modifiye edilmiş ve bu prosesler ile üretilen nanokapsüller sırasıyla tek duvarlı ve çift duvarlı olarak isimlendirilmiştir. Çalışmada, poli(metil metaktilat) iç duvar ve poli(metil metakrilat-ko-metakrilamid) veya poli(metil metakrilat-ko-metakrilik asit) çift duvarlı nanokapsüller üretilmiştir. Böylece, poli(metil metakrilat) homopolimer iç duvar oluşturmak suretiyle nanokapsül duvar yapısının termal, mekanik ve kimyasal özelliğinin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Metakril amid veya metakrilik asit monomerini nanokapsül dış duvarına yerleştimek suretiyle duvarın kimyasal reaktivitesinin artırılması amaçlanmıştır. Çalışmada bu hedelere ulaşmak için tek duvarlı ve çift duvarlı olarak üretilen aynı duvar yapısına sahip nanokapsüllerin özellikleri karşılaştırılmıştır. Üretilen nanokapsüllerin kimyasal yapısı, mikroyapısı, ısıl enerji depolama özellikleri ve termal stabilitesi sırasıyla Fourier dönüşüm infrared (FT-IR) spektroskopisi, geçirimli elektron mikroskobu (TEM), diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve termal gravimetrik analiz (TGA) ile analiz edilmiştir. Karakterizasyon sonuçları, yağ alkollerinin her iki proses ile de başarılı bir şekilde nanokapsüllendiğini ve kapsüllerin enerji depolama kapasitelerinin 175 J/g'a kadar ulaştığını göstermiştir. Her iki metot kullanılarak üretilen, n-dodekanol ve 1-tetradekanol içeren nanokapsüllerin entalpi değerlerinin oldukça yüksek olduğu ve onların termal enerji depolama materyalleri olarak kullanılabileceği görülmüştür. TEM görüntülerine göre, çekirdek-duvar yapılı, küresel şekilli nanokapsüller başarılı bir şekilde üretilmiştir. İki aşamlı olarak üretilen kapsüllerin duvar kalınlığında nano ölçekli artış belirlenmiştir ve bu artış kapsüllerin entalpilerinde önemli değişime neden olmuştur. Poli(metilmetakrilat-ko-metakrilik asit) çift duvarlı nanokapsüllerin entalpi değerleri tek duvarlı kapsüllerinkine göre daha yüksektir. Buna karşın poli(metil metakrilat-ko-metakrilamid) çift duvarlı nanokapsüllerin entalpi değeri tek duvarlı nanokapsüllerinkinden daha düşüktür. DSC ve TGA analiz sonuçlarına göre, çift duvarlı nanokapsüllerin kimyasal ve termal dirençleri gelişmiştir. Ancak, poli(metil metakrilat-ko-metakrilamid) çift duvarlı nanokapsüllerin kimyasal stabilitesi beklenildiği kadar yüksek seviyede gelişmemiştir. Çalışmanın ikinci bölümünde, eş eksenli elektrostatik lif çekim yöntemi ile ısıl enerji depolama özellikli bikomponent nanolif üretimi gerçekleştirilmiştir. Nanoliflerin öz kısmına ısı depolama özellikli nanokapsüller yerleştirilmiştir. Nanoliflerin kimyasal yapıları, morfolojileri, ısıl özellikleri ve nanokapsüllerin lif yapısındaki yerleşimi ve dağılımı sırasıyla FT-IR spektroskopisi, SEM, DSC analizleri ve T-history testi ile incelenmiştir. Yapılan analizler ısı depolama özellikli nanoliflerin başarılı bir şekilde üretildiğini, nanokapsüllerin lif yapısında homojen ve düzenli dağıldığını ve nanoliflerin ısı düzenleme özelliğine sahip olduğunu ortaya koymuştur. Çalışmada son olarak, poli(metil metakrilat-ko-metakrilamid) duvarlı nanokapsüller kimyasal olarak modifiye edilmiş pamuklu kumaşlara çektirme metodu kullanılarak uygulanmıştır. Nanokapsül aplikasyonundan önce pamuk selülozu, anyonik karakterini geliştirmek için tanik asit ile kimyasal olarak modifiye edilmiştir. Kapsüllerin kumaş yüzeyindeki kalıcılığı ve homojen dağılımı SEM görüntüleri ile doğrulanmıştır. Nanokapsüllenmiş yağ alkolü tarafından serbest bırakılan enerjiden kaynaklanan kumaş ısı düzenleme özelliği T-History test ile araştırılmıştır. Kumaşların yıkama öncesi ve tekrar eden yıkamalar sonrası T-history test sonuçlarına göre, yıkamaya karşı dayanıklı ısı düzenleme özelliği kanıtlanmıştır. Ayrıca, çift duvarlı nanokapsül içeren kumaşlar için, nanokapsüllerin selüloza karşı artan afinitesinden dolayı daha fazla kapsülün kumaşa bağlanmasından kaynaklanan daha gelişmiş ısı düzenleme özelliği elde edilmiştir. Dolayısıyla, iki aşamalı emülsiyon polimerizasyonu prosesinin dış yüzeylerinde daha fazla reaktif grup içeren ve daha yüksek ısıl ve kimyasal dirence sahip nanokapsül üretmek için kullanılabileceği sonucuna ulaşılmıştır. Anahtar Kelimeler: Nanokapsül, faz değiştiren madde, yağ alkolü, n-dodekanol, 1-tetradekanol, çift duvar, emülsiyon polimerizasyonu.