Isı depolama özellikli mikrokapsül uygulanmış kumaşların ısı düzenleme ve konfor özelliklerinin belirlenmesi = Determination of thermo-regulating and comfort properties of the fabrics treated with heat storing microcapsule

Bu tez çalışmasında ısı depolama özellikli mikrokapsüller uygulanmış kumaşların ısı düzenleme ve konfor ile ilişkili özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç için ilk olarak ticari mikrokapsüller pamuklu kumaşlara emdirme yöntemi ile uygulanmıştır. Çalışma kapsamında ikinci olarak emülsiyon polimerizasyon yöntemi ile üretilmiş mikrokapsüller pamuklu kumaşlara uygulanmıştır. Bu mikrokapsüller fonksiyonel gruplar içeren poli(metil metakrilat-ko-akrilik asit) duvar ve n-oktadekan çekirdeğe sahiptirler. Bu mikrokapsüllerin kumaşlara uygulanmasında farklı çapraz bağlayıcılar kullanılmıştır. Çapraz bağlayıcı olarak glutaraldehit, bütan tetra karboksilik asit ve ticari bir çapraz bağlayıcı olarak Fixapret Resin F-Eco kullanılmıştır. Böylece en yüksek ısı depolama kapasitesine sahip kumaş üretimi için uygun çapraz bağlayıcı araştırılmıştır. Çalışmada son olarak farklı tür mikrokapsül uygulanmış kumaşların konfor ile ilgili özelliklerinin belirlenmesi için mikrokapsül uygulama sonrası kumaşların hava geçirgenliği, eğilme direnci, dökümlülük, kumaş-kumaş sürtünmesi vb. özelliklerindeki değişimler araştırılmıştır.Poli(metil metakrilat-ko-akrilik asit) duvarlı mikrokapsül uygulanmış kumaşların ısıl özellikleri diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ölçümleri, kumaş yüzeyindeki mikrokapsül varlığı ve dağılımı taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri ile araştırılmıştır. Kumaş yapısında mikrokapsüllerin kimyasal olarak varlığının belirlenmesi için Fourier dönüşümlü kızıl ötesi (FT-IR) spektroskopisi yöntemi kullanılmıştır. Kumaş yapısında mikrokapsül varlığının kalıcılığını araştırmak için kumaşlar farklı sayıda yıkanmış ve sürtme testi uygulanmıştır. Kumaşların ısı düzenleme özelliği sıcaklık ölçüm sensöründen ve veri kaydedici sistemden oluşan düzenek (T-history) ile incelenmiştir. Ölçümlerde kumaş yapısındaki mikrokapsül varlığından kaynaklanan kumaş yüzey sıcaklığındaki değişim belirlenmiştir. T-History ölçümleri sürtme testi ve çok sayıda yıkama sonrası tekrar edilmiştir.Çalışmanın neticesinde her iki mikrokapsül uygulanarak ısı depolama özellikli kumaşların üretimi gerçekleştilmiştir. DSC sonuçları mikrokapsül uygulanmış kumaşların ısı depolama kapasitesinin genellikle 1,4-11,6 J/g arasında değiştiğini göstermiştir. Poli(metil metakrilat-ko-akrilik asit) duvarlı mikrokapsül uygulanmış kumaşlar için en yüksek ısı depolama kapasitesi Fixapret Resin F-Eco çapraz bağlayıcısı kullanıldığında ölçülmüştür. SEM görüntülerine göre 20 yıkama sonrasında bile kumaş yapısında mikrokapsül varlığı belirlenmiştir.Ticari mikrokapsül uygulanmış kumaşlar ile işlem görmemiş kumaşların hava geçirgenliği, eğilme direnci, dökümlülük özellikleri arasında istatiksel olarak anlamlı farklılıklar bulunurken, kopma mukavemet özellikleri arasında istatiksel olarak anlamlı farklılık bulunmamıştır. Mikrokapsül uygulaması sonrası kumaşların hava geçirgenliği ve dökümlülükleri azalırken, eğilme direncinin arttığı tespit edilmiştir.Poli(metil metakrilat-ko-akrilik asit) duvarlı mikrokapsül uygulanmış kumaşların eğilme direnci, kopma mukavemeti, hava geçirgenliği değerleri ham kumaşa göre istatiksel olarak önemli seviyede azalmıştır. Her iki mikrokapsül de kumaşların sürtünme özelliklerini istatistiksel olarak önemli seviyede etkilememiştir. Anahtar Kelimeler: Faz değiştiren madde, mikrokapsül, ısı depolama, konfor, eğilme direnci, dökümlülük, kumaş-kumaş sürtünmesi
In this thesis study, it was aimed to determine thermoregulating and comfort-related properties of fabrics treated with heat storing microcapsules. For this purpose, firstly commercial microcapsules were applied to cotton fabrics by padding method. In the scope of study, secondly, microcapsules produced by emulsion polymerization method were applied to cotton fabrics. These microcapsules have poly(methyl methacrylate-co-acrylic acid) walls containing functional groups and n-octadecane core. Various cross-linkers were used in the application of these microcapsules on fabrics. Glutaraldehyde, butane tetra carboxylic acid were used as cross-linker and Fixapret Resin F-Eco was used a commercial cross-linker. Therefore, suitable cross-linker giving the highest heat storage capacity was investigated. Finally, change in air permeability, water vapour permeability, bending rigidity, drape, fabric-fabric friction properties of fabrics treated with different types of microcapsules were investigated to determine comfort-related properties of the fabrics.Thermal properties of poly (methyl methacrylate-co-acrylic acid) walled microcapsules applied fabrics, were investigated by differential scanning calorimetry (DSC) and the presence and distribution of microcapsules on the fabric was investigated by scanning electron microscopy (SEM). To confirm the presence of microcapsules chemically in fabric structure, Fourier transform (FT-IR) spectroscopy method was used. To investigate durability of microcapsules on fabric structure, fabrics were washed at different times and friction test was applied. Thermo-regulating property of fabrics was studied by a system (T-history system) composed of temperature sensor and data logger. In the measurement, change in surface temperature of fabric resulting from microcapsules on fabric structure was determined. T-History measurements were repeated after friction test and washing many times. As a result of study, production of heat storing fabrics was carried out by applications of both of microcapsules. DSC results show that heat storage capacity of microcapsule applied fabrics generally change between nearly 1,4-11,6 J/g. The highest heat storage capacity for fabrics treated with poly(methyl methacrylate-co-acrylic acid) was measured when Fixapret Resin F-Eco cross-linker was used.According to the SEM images, presence of microcapsules on fabric structure was determined even after 20 times washing.While there are meaningful differences statistically in air permeability, bending rigidity, drape characteristics of commercial microcapsule treated fabrics and untreated fabrics, statistically significant differences were not found in tensile strength characteristics of them. After application of the microcapsules, it was found out that, while air permeability and drape characteristics of fabric decrease, the bending rigidity increase.Bending rigidity, tensile strength, air permeability values of poly (methyl methacrylate-co-acrylic acid)- walled microcapsule treated fabrics reduced at a statistically significant level in comparison with untreated fabrics. Both microcapsules did not influence friction characteristics of fabrics at a statistically significant level. Keywords: Phase change material, microcapsule, heat storage, comfort, bending rigidity, drape, fabric-fabric friction
Tez (Yüksek Lisans) - Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Tekstil Mühendisliği Anabilim Dalı, 2014.
Kaynakça var.