Tekstil Uygulamaları İçin Fonksiyonel Duvarlı Mikrokapsül Üretimi,
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekstil Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Ebru GENÇ
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Sennur ALAY AKSOY
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu tez çalışmasında, mikrokapsül üretim yöntemlerinden olan kompleks koaservasyon metodu ile tekstil uygulamaları için mikrokapsül üretimi ve üretimi gerçekleştirilen mikrokapsüllerden en efektif özellikte olan kapsüllerin pamuklu ve yünlü kumaşlara uygulanması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda ilk olarak faz değiştiren madde içeren, ısıl enerji depolama özellikli mikrokapsül üretimi gerçekleştirilmiştir. Çalışmada faz değiştiren madde olarak parafin esaslı n-eykosan, duvar materyali olarak kitosan ve sodyum alginat polimerleri ile nano kil ve nano çinko oksit partikülleri kullanılmıştır. Çalışmada, mikrokapsül üretiminde yüzey aktif madde türünün mikrokapsülasyona etkisinin araştırılması adına aynı duvar ve çekirdek yapısına sahip mikrokapsüllerin üretiminde farklı kimyasal yapıdaki yüzey aktif maddeler kullanılmıştır. Bunun yanı sıra çalışmada mikrokapsül duvar yapısını güçlendirmek ve fonksiyonelleştirmek amacıyla mikrokapsül üretimi sırasında anyonik sodyum alginat polimeri içerisine nano kil veya nano çinko oksit partikülleri ilave edilerek mikrokapsül üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretimi gerçekleştirilen mikrokapsüllerin morfolojileri, kimyasal yapıları ve ısıl özellikleri araştırılarak mikrokapsüller karakterize edilmiştir. Mikrokapsüllerin morfolojileri ve parçacık boyut dağılımları optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile analiz edilmiştir. Mikrokapsüllerin ısı depolama sıcaklık ve entalpi gibi ısıl özellikleri diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC) ve ısıl stabiliteleri ise termal gravimetrik analiz (TGA) ile araştırılmıştır. Mikrokapsüllerin elementsel bileşimleri de taramalı elektron mikroskobu enerji dağılımlı X-ışınları analizi (SEM-EDX) ile incelenmiştir. Mikrokapsül yapısına ilave edilen nano partiküllerin varlığı X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) analizi ve fourier dönüşüm infrared spektroskopisi (FT-IR) ile de ispat edilmiştir. Çalışmanın son aşamasında ise üretimi gerçekleştirilen ve karakterizasyonu tamamlanan mikrokapsüller arasından seçilen uygun nitelikteki kapsül pamuklu ve yünlü kumaşlara emdirme ve çektirme metodu ile uygulanmıştır. Mikrokapsül uygulanmış kumaşların tekstillere uygulanabilirliğini araştırmak amacıyla kumaşların ısıl özellikleri ve kapsüllerin kumaştaki kalıcılıkları incelenmiştir. Çalışma kapsamında, mikrokapsül uygulanmış kumaşların yüzeyindeki mikrokapsül varlığı, dağılımı ve mikrokapsüllerin yıkamaya karşı kalıcılığı taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri ile incelenmiştir. Kumaşların ısı düzenleme özellikleri termal kamera ile kumaş yüzey sıcaklığı ölçülerek araştırılmıştır. Çalışmada ayrıca mikrokapsül uygulanmış kumaşların güç tutuşurluk özellikleri de araştırılmıştır. Çalışma sonucunda, optik mikroskop görüntüleri incelendiğinde mikrokapsüllerin ortalama büyüklüklerinin birbirine yakın olduğu ve kapsül boyutlarının homojen dağılım gösterdiği kanısına varılmıştır. Çalışma kapsamında üretilen mikrokapsüllerin ortalama büyüklükleri 0.40-0.50 µm olarak belirlenmiştir. Bu değer mikrokapsüllerin tekstilde uygulanabilirliği açısından uygun görülmektedir. DSC analiz sonuçlarına göre mikrokapsüllerin 66.1-141.1 J/g aralığında ısı depoladıkları belirlenmiş ve mikrokapsüllerin yüksek ısı depolama kapasitelerine sahip oldukları sonucuna varılmıştır. TGA analizi verileri, kitosan/nano kil duvar yapısına sahip mikrokapsüllerin termal stabilitelerinin iyi olduğu sonucunu vermiştir. Ancak duvar yapıdaki artan nano kil miktarının ısıl stabiliteye kayda değer katkı sağlamadığı sonucuna ulaşılmıştır. Mikrokapsüllerin FT-IR analiz sonuçları kitosan/nano kil, kitosan/sodyum alginat+nano kil ve kitosan/sodyum alginat+nano çinko oksit duvar yapısındaki mikrokapsüllerde nano kil veya nano çinko oksit partiküllerinin varlığını kanıtlamıştır. SEM analiz sonuçları değerlendirildiğinde, küresel şekilli ve nanometre boyutlara sahip mikrokapsül üretiminin gerçekleştiği görülmüştür. SEM-EDX analizi ile de nano kil ve nano çinko oksit partiküllerinin mikrokapsül duvar yapılarında varlığı ispat edilmiştir. Bu sonuçlara ilave olarak XPS analiz sonuçlarının SEM-EDX analizinde elde edilen bulgular ile örtüştüdüğü görülmüştür. Mikrokapsül uygulanmış pamuklu ve yünlü kumaşların SEM görüntüleri incelendiğinde emdirme metodu ile pamuklu kumaşlara yoğun bir şekilde mikrokapsül aplike edildiği ve yapılan uygulamanın yıkamaya karşı kalıcı olduğu sonucuna varılmıştır. Emdirme metodu ile mikrokapsül uygulanmış yünlü kumaşların SEM görüntüleri kumaş yapısında kapsül varlığını ispat ederken yıkama sonrasında mikrokapsül varlığında bir miktar azalma olduğunu göstermiştir. Çektirme metodu ile mikrokapsül uygulanmış kumaş yapılarında ise daha az miktarda kapsül varlığı görülmüştür. T-History sonuçlarına göre mikrokapsül içeren kumaş yüzey sıcaklığı referans kumaşın sıcaklığına göre daha düşüktür. Bu durum mikrokapsül yapısındaki faz değiştiren maddenin (n-eykosanın) serinletme etkisini göstermiştir. Bununla birlikte yıkama sayısı arttıkça bu serinletme etkisinin azaldığı da tespit edilmiştir.