Fonksiyonel nanopartiküllerin tekstil kumaşların UV koruma (UPF), elektromanyetik kalkanlama (EMIO) ve termal özelliklerine etkisinin araştırılması = Investigation of the effect of functional nanoparticles on UV protection (UPF), electromagnetic shielding (EMI) and thermal properties of textile fabrics

Günümüzde, güneşin zararlı ışınları yanında elektronik cihazlardan yayılan elektromanyetik dalgalardan korunma önemli hale gelmiştir. Söz konusu etkilerden korunma için tekstil kumaşları basit ve uygulanabilir bir çözüm yöntemi olarak değerlendirilmektedir. Bu nedenle, güneş ışınları ve elektromanyetik dalgalardan koruma fonksiyonuna sahip tekstil ürünleri tüketicilerin ve dolayısıyla tekstil sektörü üreticilerinin ilgisini çekmektedir. Bu tez çalışmasında, tekstil kumaşlarina UV koruma ve elektromanyetik kalkanlama (EMI) gibi fonksiyonel özelliklerin kazandırılması amaçlanmıştır. Literatürde, iyi termal stabilite, uzun süreli kullanım ömrü, toksik olmama gibi benzersiz özelliklerine ek olarak, kendi kendini temizleme, antibakteriyel aktivite, UV koruma gibi işlevselleştirilmiş tekstil ürünlerini geliştirmek için yüksek potansiyel yaratan inorganik TiO2 ve ZnO nanopartikülleri ilgi görmektedir. Bununla birlikte, üstün elektriksel iletkenliği, mükemmel mekanik esnekliği, iyi kimyasal kararlılığı ve yüksek yüzey alanı özellikleri ile karakterize edilen grafen içerikli yapılar da, günümüzde elektrik iletimi, UV koruma, radyasyondan korunma, antimikrobiyal aktivite ve alev geciktirici gibi farklı alanlarda kullanım alanı bulmaktadır. Dolayısıyla, tez çalışması kapsamında da TiO2, ZnO ve grafen nanopartiküllerinin kullanımına odaklanılmış ve TiO2, ZnO ve grafen nanopartikül içerikli süspansiyon aplike edilmiş kumaşların UV koruma ve grafen aplike edilmiş kumaşların elektromanyetik kalkanlama (EMI), elektriksel iletkenlik ve termal özellikleri araştırılmıştır. Çalışmada, özellikle literatürden farklı olarak iki adımlı proses ve indirgeme işlemlerine ihtiyaç duymayan tek adımlı bir proses elde edilen indirgenmiş grafen oksit (rGO)'in kullanımına odaklanılmış ve rGO içerikli nanosüspansiyonlar kumaş numunelerine basit ve kolay uygulanabilir emdirme yöntemi ile aplike edilmiştir. Aplikasyon sonrasında yüksek sıcaklıklarda kurutma veya kürleme işlemi yapılmadan elde edilen kumaş yapılarının UV koruma özelliği, grafen oksit (GO) yanında iyi termal stabilite ile karakterize edilen ve UV koruma özelliğinin kazandırılmasında yaygın olarak kullanılan TiO2 ve ZnO nanopartikülleri ile yıkama öncesi ve tekrarlı yıma aişlemi sonrasında karşılaştırılmıştır. Çalışmanın devamında, indirgenmiş grafen oksit (rGO) aplike edilen kumaşların elektromanyetik kalkanlama, elektriksel iletkenlik ve termal davranış gibi fonksiyonel özellikleri de analiz edilmiştir. tez çalışması kapsamında, GO, rGO, TiO2 ve ZnO nanosüspansiyonu aplike edilmiş kumaşların morfolojisi Taramalı Elektron Mikroskobu ile analiz edilmiştir. Tez çalışması sonunda, aplikasyon yapılan kumaş ve nanopartikül türü ile aplikasyon tekrar sayısına bağlı olarak UV koruma derecesi (UPF) değerinin 3-50+ arasında değiştiği ve yıkama sonrasında UV koruma etkisinin korunduğu belirlenmiştir. rGO aplike edilen kumaşların aplikasyon tekrar sayısına bağlı olarak 100 kΩ'ın altında elektriksel direnç değeri ve 5-10 dB arasında değişen elektromanyetik kalkanlama etkinliği (SE) değeri tespit edilmiştir. termal davranış açısından, dört farklı nanopartikül ve üç farklı tekrar sayısında aplike edilen kumaşlarda ham kumaşa kıyasla sıcaklık farkının oluştuğu, ısıtma veya serinletme etkisinin meydana geldiği belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Grafen, TiO2, ZnO, UV koruma, UPF, EMI, elektriksel iletkenlik, teknik tekstiller
Currently, protection from electromagnetic waves emitted from electronic devices, as well as the harmful rays of the sun, has become important. For protection from these effects, textile fabrics are considered as a simple and viable solution method. For this reason, textile products with the function of protection from sun rays and electromagnetic waves attract the attention of consumers and therefore manufacturers of the textile sector. In this thesis, it is aimed to give textile fabrics functional properties such as UV protection, conductivity and electromagnetic shielding (EMI). In the literature, good thermal stability, their long service life, in addition to the unique features of not being toxic, self-cleaning, antibacterial activity, UV protection, which creates a high potential to develop textile products such as TiO2 and ZnO functionalization of inorganic nanoparticles is of interest. However, superior electrical conductivity, excellent mechanical flexibility, good chemical stability and high surface area, which is characterized by features of graphene-containing structures also, nowadays, electricity transmission, UV protection, radiation protection, and flame retardant find usage in different areas such as antimicrobial activity. Hence, the thesis within the scope of TiO2, ZnO and TiO2 nanoparticles, and focused on the use of graphene, graphene and ZnO nanoparticle-graphene suspension containing UV protection and applique fabric applique fabrics that have been been electrical conductivity, thermal conductivity and electromagnetic shielding (EMI) properties were investigated. At the end of the thesis, it was determined that the UV protection degree (UPF) value changed between 3-50+ depending on the application fabric and nanoparticle type and the number of application repetitions, and the UV protection effect was preserved after washing. Depending on the number of repetitions of the rGO applied fabrics, an electrical resistance value of less than 100 kΩ and an electromagnetic shielding effectiveness (SE) value varying between 5-10 dB were determined. In terms of thermal behavior, it was determined that there was a temperature difference, heating or cooling effect occurred in the fabrics applied with four different nanoparticles and three different repetition numbers compared to the raw fabric. Keywords: Grafen, TiO2, ZnO, UV protection, UPF, EMI, electrical conductivity, technical textiles
Tez (Yüksek Lisans) - Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekstil Mühendisliği Anabilim Dalı, 2021.
Kaynakça var.