Elektro lif çekim yöntemi ile ısı depolama özellikli nanolif yüzey üretimi

Sennur ALAY

Süleyman Demirel Üniversitesi, Tekstil Mühendisliği Bölümü, Batı Yerleşkesi, Isparta

Cemil ALKAN, Faik MIDIK

Gaziosmanpaşa Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Taşlıçiftlik Kampüsü, Tokat

Salih GÜLŞEN

İTÜ KOSGEP TEKMER, İTÜ Ayazağa Kampüsü, İstanbul

Öz

Bu projede, ısıl enerji depolama özellikli tekstil ürünleri üretmek amacıyla polietilen glikol (PEG) polimeri ve bu polimerin çeşitli doğal ve biyo uyumlu sentetik polimerler ile karışımları elektro lif çekim yöntemi ile nanolif yüzey olarak üretilecektir. Söz konusu nanolif yüzeylere çapraz bağlama işlemi uygulanarak suda çözünmez özellik kazandırılacaktır. Çalışmada ayrıca nanolif yüzeyler kumaş yüzeylerine kaplanarak ısı depolama özellikli kumaş üretimi gerçekleştirilecektir.

Abstract

In this project, poly(ethylene glycol) ant its mixtures with various natural and biocompatible synthetic polymer will be electrospun as nanofibers web to produce textiles with heat energy storage property. In order to improve their water-resistance ability nanofibers will be crosslinked. In addition, fabrics with heat storage property will be produced by coating with nanofiber webs on the fabric surface.

Projenin Amacı

Bu proje çalışmasında, gizli ısı depolama özelliğine sahip nanolif yüzey üretimi amaçlanmıştır. Çalışmada ayrıca, dokusuz yüzey ve dokuma kumaşlar ısı depolama özelliğine sahip nanolif yüzey ile kaplanarak ısı depolama özelliğine sahip kumaş üretimi de gerçekleştirilecektir.

Giriş

Faz değişim maddeleri, bir fiziksel halden başka bir fiziksel hale geçerken yüksek oranlarda gizli ısı depolayabilen ve tam tersi faz değişimi durumda depoladığı bu ısıyı ortama geri verebilen maddelerdir. Belirli bir faz değişim sıcaklık aralığında, kendi sıcaklıkları değişmeden ısı depolama/yayma etkileri nedeniyle ısıl enerji depolama ve ısı düzenleme amaçları ile kullanılmaktadırlar. Faz değişim maddeleri tekstil ürünlerine, giysi ısıl konforunu geliştirmek veya ısı düzenleme özelliği kazandırmak amacıyla uygulanmaktadır. Faz değişim

maddesi içeren ısı düzenleme özellikli tekstil ürünleri özellikle yatak, mobilya tekstilleri gibi ev tekstili (Nelson, 2002), koruyucu giysi (Pause, 2000) medikal tekstil ürünleri (Ghosh, 2006), kişisel ısıtma/serinletme cihazları (Scaringe, 1989) vb. çok geniş bir uygulama alanına sahip katma değeri yüksek, akıllı tekstil ürünleridir.

Faz değişim maddeleri organik ve anorganik kökenli olarak sınıflandırılmakta ve organik kökenli maddeler içerisinde PEG polimeri ve parafinik maddeler büyük ilgi görmektedirler. Bu çalışmada, FDM olarak PEG polimeri nanolif yüzey olarak üretilecektir. Polietilen glikol (PEG) polimerinin tekrar eden temel birimi, zincirin her iki ucunda hidroksil gruplarına sahip oksietilen (-O-CH2-CH2)n grubudur. PEG toksik olmayan, biyouyumlu, biyo bozunabilir ve hidrofilik özellikte bir polimerdir. Ayrıca yüksek ısı depolama kapasitesi, korozyona karşı dayanıklılığı ve molekül ağırlığına bağlı olarak değişen geniş erime sıcaklık aralığı ile FDM

olarak da büyük ilgi görmektedir (Mondal, 2008, Li, 2008).

Yaklaşım

PEG katı-sıvı faz değişim maddesi olarak, polimeri bir duvar maddesi içerisine mikrokapsüllenerek uygulanabildiği gibi (Alkan, 2006, Sarıer, 2007) katı-katı faz değişim maddesi olarak kumaşa (Vigo, 1985) veya başka bir polimere aşı polimeri olarak da (Li,2008) bağlanabilmektedir. Son yıllarda ise PEG polimerinin asetat veya selüloz polimerlerine karıştırılması ile hazırlanan polimer karışımlarından nanolif üretimi konusunda araştırmalar yapılmıştır (Cheng, 2007, 2008).

Bu proje çalışmasında ise, PEG polimeri ve onun selüloz gibi doğal veya PLLA gibi biyo uyumlu sentetik polimerler ile karışımlarından da lif üretimi gerçekleştirilecektir. Üretilen PEG nanolif yüzeylere, çapraz bağlama yapılarak suda çözünmez özellik kazandırılacaktır. Nanolif yüzeylerin morfolojisi SEM, ısıl özellikleri ise DSC ve TG analizi ile gerçekleştirilecektir.

Beklenen Sonuç

Çalışma neticesinde, ısı depolama ve düzenleme özellikli tekstil materyalleri olarak kullanılmak üzere nanolif yüzey ve bu nanolif yüzey ile kaplanmış kumaş üretimi ve böylece ülkemizde ısıl enerji depolama materyallerinin üretilmeye ve kullanılmaya başlanmasını sağlayacak yeni bir uygulama alanının oluşturulması ön görülmektedir.

Tahmini Proje süresi

Projenin ön denemelerine başlanmış olup, projenin tamamlanması için tahmini olarak 15 ay süre yeterli olacaktır.

Tahmini Proje Bütçesi

Nanolif üretim sistemi ve lif üretimi için kullanılacak polimer, çözücü, çapraz bağlayıcı vb. yardımcı kimyasal maddeler ile gerekli test ve analizler için gerekli tahmini bütçe 30.000 TL olarak hesaplanmıştır.

Kaynak: 3. Uluslararası Ar-Ge Proje Pazarı