Tekstil Lifleri (55)
Cam materyali neredeyse uygarlık kadar eski bir tarihe sahiptir. Fakat camın güçlendirici materyal olarak kullanımı nispeten yeni bir fikirdir. Cam 16. ve 17. yüzyıllarda dekoratif materyal olarak kullanılmıştır. 1893’te califinden yapılmış bir elbise ‘Colombian Exposition’ da tanıtılmıştır.
Cam oryantasyon veya kristalizasyona sahip olmayan inorganik bir materyaldir. Griffith çalışmaları ile 1920’de camın yüksek performans özelliklerini ortaya çıkarmıştır. Camın karışımını oluşturan genel maddeler silikondioksit, kalsiumoksit, alüminyumoksit, boronoksit ile bazı metaloksitlerdir. Yapı olarak cam izotropik üç boyutlu ağ yapısına sahiptir.
Cam lifinin yüksek performanslı lif olarak ticari tarihçesi Owens Illinois ve Corning Glass firmalarının ortak yatırımı ile başlar. Bu başlangıç ile cam elyafı üretimi 1970’lere kadar her yıl ortalama %15 – 25 oranında artmıştır. Müteakip yıllarda cam elyafı pazarını aramid i karbon lifleri ve güçlendirilmiş kompozitlere bırakmıştır.
Yine de cam şu anda en önemli güçlendirici materyallerden biridir. Yüksek performanslı cam elyaflarının en önemli üreticileri Owens Corning, Wentrotex, Ashltrom ve Pilkinton’dur.
Bütün ticari cam tipleri için temel yapıtaşı silikadır. Silika çeşitli oksitlerin 1300 –1600 OC arasında eritilmesi ile elde edilir. Çok çeşitli yapı ve özellikte ticari cam elyafı ürünleri bulunmaktadır.
1. A – Cam: Alkali içeren cam kompozisyonudur. Çok nadiren lif üretimi için kullanılır.
2. AR – Cam: Alkaliye dayanıklı (AR: Alkali Rezistant) cam kompozisyonudur. Çimento destekleyici eleman olarak kullanılır.
3. C – Cam: Kimyasallara dayanıklı (C: Chemical Resistant) cam kompozisyonudur. Lif üretimi için kullanılır.
4. E – Cam: Yüksek elektrik dayanımı olan cam kompozisyonudur. (E: Elecrtically Resistant)
5. HS – Cam: Yüksek mukavemetli (HS: High Strength) cam lifidir.
Magnezyum – Silika – Alumina ve küçük miktarlarda diğer oksitlerden içerir.
6. S – Cam: HS – Cam’a benzer bir yapısı vardır. Bu lifin kullanımı gittikçe artmaktadır.
Cam liflerinin toplam üretiminin yaklaşık %90’ı E – Cam’dır. Bu tip cam sıklıkla cam destekli plastikler endüstrisinde (GRP: Glass Reinforced Plastics) kullanılmaktadır. Daha yeni bir lif olan AR lifi hidrolik dolgu malzemesi olarak derilim ve kopmaya karşı destekleyici elemanlarda kullanılmaktadır.
AR – Cam yapısında ciddi miktarlarda ZrO2 barındırmaktadır ve alkalilere karşı dayanımının esas sebebi budur.Kontinu filament cam lifleri genelde yüksek performans uygulamalarında kullanılır. İlk olarak Owens Corning tarafından gerçekleştirilen filament cam üretimi temel olarak iki aşamadan oluşmaktadır.
- Cam Üretimi: Bu bölüm hammaddelerin eritilmesinden oluşur. Bütün komponentler 1700 OC gibi bir sıcaklıkta eritilir. Komponentler karıştırılarak ve eritilerek homojen cam elde edilir. Cam çipse benzer bilyalar halinde üretilir.
- Lif Çekimi: Bu bölümde bilyalar tekrar eritilir ve düzelere iletilir. Bu düzelerde minimum 200 delik bulunmaktadır. Lif çekiminden sonra cam lifi bir bobin üzerine sarılır ve performansının artması için haşıllanır.
Ticari uygulamalarda ufak tefek bazı farklar olabilmektedir. Cam lifi kesiti genelde dairesel olmakla beraber çeşitli değişik kesitlerde de üretim yapılmaktadır.
Cam lifleri yüksek mukavemetli, alev almaz ve ısı geçirmez yapıdadır. Ayrıca kimyasallara, neme ve çeşitli organizmalara karşı çok dayanıklıdırlar. Camın mukavemeti kompozisyona, lif çapına ve lif çekim sıcaklığına bağlıdır. Örneğin A-Cam’ın mukavemet / çap oranı oldukça lineerdir fakat E-Cam’ın mukavemeti çapına çok bağlı değildir.
E-Cam normalde yüksek performans lif olarak göz önüne alınır.
Fakat günümüzde S-Cam mekanik performans uygulamalarında ekonomik olması yönünden öne çıkmaktadır.
Owens Corning S-2 denilen yeni bir S-Cam geliştirmiştir ve bu lif iyi bir mukavemet / maliyet oranı ile aramid ve karbon liflerine alternatif olmuştur. S-2 iyi bir mukavemet, sertlik ve yorulma dayanımı ile iyi denebilecek bir ısı dayanımı ve radar görünmezliği sunmaktadır. S-Cam’ın mukavemeti sadece E-Cam’a göre değil, diğer yüksek performans lif çeşitlerine göre de iyi bir seviyededir.
Cam elyafın mukavemeti yüzeyin zarar görmesi ile ciddi oranda düşer. Bu yüzden yüksek performans özellikler bir yüzey koruması ile desteklenmelidir. E-Cam’ın mineral asitlerine karşı da çok kötü bir dayanımı vardır.
Cam lifinin genel kullanım alanları aşağıdaki gibidir.
- Uçak ve uzay sanayi
- Çeşitli alet ve ekipmanlar
- Konstrüksiyon
- Korozyona dayanıklı ürünler
- Fiber optik kablolar
Cam liflerinin elyaftan flamente, kumaşa kadar çok çeşitli son kullanım biçimleri vardır. Cam lifi için en önemli kullanım alanı cam destekli plastiklerdir. Bu ürünler daha çok otomotiv, spor ekipmanları tipi ürünlerdir. Ayrıca cam lifleri hafif uçak parçaları üretiminde kullanılmaktadır. Owens Corning dekoratif ve endüstriyel dokuma kumaşların çözgüsünde kullanılmak üzere tekstürize iplikler de üretmektedir.
Cam lifleri günümüzde alev almaz özellikleri, kolay bozulmamaları ve sağlığa kötü yönde etkileri olmamaları açısından asbest’e rakip durumdadırlar.
S-Cam’ın E-Cam’dan daha yüksek bir modül ve mukavemeti vardır. Eşit ağırlık için S-Cam daha yüksek mukavemet ve yorulma dayanımı verir. Bu yüzden helikopter ve uçaklarda uçuş kabini zırhı, helikopter zırhı, koltuklar ve zemin için kullanılır. S-Cam bunun yanında radar sistemleri ile zor görünen bir yapıdadır ve bu özellik askeriyede kullanılmaktadır.
Cam Lifleri ayrıca oto lastikleri desteklemede kullanılmaktadır. AR-Cam çimento ve beton destekleyici olarak başarılı şekilde kullanılmaktadır. Bu tip uygulamalara bir örnek otobanlara kaplanan çatlama önleyici yüzeylerdir.
Cam liflerinin en önemli kullanım alanlarında biri de fiber optik kablolardır. Cam elyafı dikkate değer dalga boyu aralığı, mukavemeti ve uzun süre dayanıklı olabilmesi gibi özellikleri ile bu iş için oldukça uygundur. Cam elyafı ile yapılan iletimlerde kayıp miktarı günümüz teknolojisi ile 20 db./km değerlerine düşürülmüştür. Bu kablolar komünikasyon amaçlı her tip ses ve veri taşınmasında kullanılabilmektedir.
Kontinu tel cam liflerinin erozyona karşı kullanıldığı uygulamalar bulunmaktadır.
Cam elyafı kaplı kumaşlar inşaat sektöründe çeşitli konstrüksiyonlarda destekleyici eleman olarak kullanılmaktadır. Cam elyafının inşaatta başka bir uygulama alanı ise cam elyafı destekli beton tabakaların çeşitli ısıtma elemanları ile zemin ısıtmasında kullanılmasıdır.
Aromatik Polyamidler sınıfı alifatik polyamidlerden tamamen farklı özellikler gösterdiği için bunlara Amerika Federal Ticaret Komisyonu tarafından 1974 ‘de “Aramid” ismi verilmiştir. Ticari olarak ilk Aramid lifi A.B.D.’de DuPont tarafından 1965’te tanıtılmıştır. Bu meta-aramid’in ismi Nomex’ti. McIntyre yüksek performanslı lifleri genel olarak iki gruba ayırmıştır.
- Birinci grup alev almaz lifleri,
- İkinci grup yüksek mukavemetli ve modüllü lifleri
Kapsamaktadır.
Aramidler grubunda her iki sınıfa da uyabilecek lifler bulunmaktadır. Şu anda ticari başarı gösterebilmiş iki çeşit aramid bulunmaktadır. Bunların ikisi de teknik olarak yüksek performans liflerine girer. Birinci grup yine meta-aramid gruba girer ve orta bir modül ve mukavemete sahip olmasına rağmen mükemmel bir ısı dayanımı vardır. 600 –800 C ‘ye kadar bozunma veya erime gözlenmez. Isıya ve elektriğe karşı koruma gereken kullanımlarda mükemmel bir performans sergiler. Dupont’un Nomex’i ve Teijin firmasının Conex’i buna örnektir. Bu aramidler McIntyre’ın ilk sınıfına koyulabilir.
İkinci sınıfa giren aramidler ise DuPont’un 1970’lerin başında tanıttığı para aramid liflerinden Kevlar’ dır. Bu lif yüksek modüllü ve mukavemetli lifler sınıfında yüksek sıcaklığa da dayanabilen bir lif olarak göze çarpıyordu. O günkü piyasa koşullarında “asbest gibi ısıya dayanıklı ve cam kadar sert” bir elyaf üretmek piyasadaki büyük bir boşluğu dolduruyordu.1992 yılında p-aramid liflerinin toplam tüketimi 18.000 ton idi. Bu büyük bir rakam gibi görünmesine rağmen o günkü kapasitenin ancak yarısına eşitti. Dupont’un aramidleri poly (p-phenylene terephalamide) yapıtaşlı olup çeşitli özelliklerde tipleri bulunmaktadır. Bunlar:
Kevlar 29,
Kevlar 49,
Kevlar 149
Kevlar 981
Dir.
Dupont dışına Akzo Nobel firması Twaron adlı ürünüyle Teijin firması da kopolimer bir aramid olan Technora ile piyasaya dahil oldu. Technora poly (p-phenylene terephthalamide) ile poly (3,4-oksidiphenylene terephthalamide) ‘in kopolimerleşmesinden oluşuyordu. Bu sektörde sonraları Hoechst de Technora’ya yapı olarak çok benzeyen bir ürün ile piyasaya dahil oldu.
Meta-Aramidler
Meta – aramidler genelde ısıl dayanımları ile göze çarpan liflerdir. Bu yüzden ısı ve aleve dayanıklı koruyucu elbiselerin üretiminde ve çeşitli ısıl ve elektriksel isolasyon uygulamalarında sıkça kullanılırlar. Bu liflerin en önemlisi DuPont firmasının ürettiği Nomex’tir. Teijin firması da Conex isimli bir ürün ile bu piyasada yer almaktadır.
Para-Aramidler
Para – aramidler genellikle yüksek mukavemet gerektiren uygulamalarda kullanım alanı bulmuşlardır.
Kevlar para-phenylene diamine ve terephthaloyl klorit’ten üretilmektedir. Bu maddeler önce bir çözücü ile eritilerek daha sonra üzerlerine kuvvetli bir asit olan H2SO4 ilave edilir. Bu karışımın konsantrasyonu çok önemlidir. Genel olarak konsantrasyon artışı ile , oluşan lifin mukavemeti , doğru orantılı olarak artar. Fakat mukavemet konusunda çekim prosesi ve viskozite de dikkate alınması gereken hususlardır. Bu eriyikten 70 – 90 OC sıcaklıkta filamentler çekilir. Buradan sonra kısa bir havalandırmayı izleyen koagülasyon banyosuna tabi tutulurlar. Bu banyo su veya dilute sülfürik asit’ten oluşabilir. Banyo sıcaklığının 25 OC olması uygundur.
Çok yüksek mukavemetli lif üretilmek istenirse bu sıcaklı 5 OC gibi arttırılabilir. Bu banyodan sonra lifler yıkanır, kurutulur ve bobine sarılır. Müteakip ısıl işlem Kevlara değişik şekillerde uygulanabilir. Genelde ısıl işlem, gergin haldeki materyalin sıcak nitrojen gibi bir sakin atmosfer içinden 150 – 550 santigrat derecelerde geçmesi ile uygulanır. Isıl işlem şartları mukavemet özelliklerine direkt olarak etkimektedir.
Technora, para-phenylene diamine ve 3-4 ODA (diaminodiphenylether) ‘in terephthaloyl klorit ile çözelti işinde tepkimesi ve polikondensasyonu ile oluşur. Bu karışım Ca (OH)2 veya CaO ile çekime uygun sabit bir eriyik elde etmek için nötralize edilir. Çekim işlemi N-Metil Pyrrolidone veya Kalsiyum Klorit içeren sulu bir koagülasyon banyosu içerisinde ve yüksek sıcaklıkta yapılır. Bu sıcaklık 500 OC civarındadır ve çekim oranı yaklaşık 10’dur.
P-aramidler ticari olarak çeşitli yapılarda bulunabilmektedirler. PPTA [Poly (p-phenylene terephtalamide)] * diğer sentetik liflere nazaran çok daha az esnek bir liftir. Normalde p-aramid erimez ve herhangi bir çözelti içinde çözünmez. PPTA lifleri yüksek kristal yapılardır. PPTA molekülünün rijit lineerliği ile amid gruplarının düzgün yerleşimi hidrojen bağları için iyi bir ortam sağlamakta ve yüksek kristal bir yapıya olanak vermektedir.
Aromatik zincirin Para – yerleştirilmiş bağları sadece çok az bir miktar esnekliğe izin vermektedir. Ayrıca karbon nitrojen arası bağlar çift bağ karakteri göstererek moleküle dönme rijitliği kazandırmaktadır. Lif üretimi sırasında polimer eriyiği çok yüksek bir çekime uğratılarak oryantasyon ve kristalizasyon maksimize edilir.
P-aramidlerin kristalliğine etki eden bir unsur da kristal dizilimidir. Radyal kristal yapı kuru-jet ıslak çekim sistemi ile elde edilen aromatik polyamid liflerin genel yapısıdır ve sadece bu liflere özgüdür. Bu yapı hiçbir sentetik elyaf için elde edilememiştir.
Diğer bütün yüksek oryantasyonlu lifler genelde en üstte gösterilen dağınık bir yapıya sahiptirler.
P-aramid liflerin özelliklerini etkileyen en önemli faktör son kullanım amaçlarıdır. Zira son kullanım amacına göre lif özellikleri belirlenir ve buna uygun lif seçilir. Bu konuda lif yapısı ile mekanik özellikler arası ilişkiyi anlamak önemlidir. Mukavemet, uzama, sertlik gibi özellikler üzerinde ufak değişiklikler yapılarak lif son kullanıma daha uygun bir hale getirilebilir.
Örneğin PPTA’nın teorik modülü 1500 dN/tex iken bugün ticari olarak üretilen lifler 440 – 900 dN/tex değerleri arasında değişmektedir. Bu üretim sırasındaki çekim gerilimi ve sıcaklığın değişik olmasından kaynaklanmaktadır. Ayrıca teorik olarak p-aramidlerin mukavemetleri 120 dN/tex civarındadır. Fakat ticari olarak üretilen p-aramidlerin ortalama mukavemeti 21 dN/tex’dir. 25 dN/tex mukavemetli tipler uzay endüstrisinde kullanılmaktadır.
P-aramidleri ‘asbest kadar ısıya dayanıklı ve cam kadar sert’ olarak tanımlanmıştır. Bu özellikler sayesinde p-aramidler çeşitli uygulama alanları bulmuşlardır. Diğer lifler gibi p-aramidlerin de kopma mukavemetleri molekül ağırlıklarına, kristalliğe, moleküler oryantasyona ve moleküler yapıdaki çeşitli hataların olup olmamasına bağlıdır. Fakat diğer liflerin aksine p-aramidlerin mukavemetleri dış kabuk ve merkez yapılarına da bağlıdır. Bununla açıklanmak istenen oryantasyon açısı, para-kristallik gibi değerlerdir.
X-ışını çalışmalarında para-kristallik değişim faktörü ile Kevlar’ın mukavemeti arasında bir ters orantı olduğunu görülmüştür. Araştırmalar çok yüksek mukavemet istenen bir bir paramid lifi için bu oryantasyon açısının 12o ‘nin altında olması gerektiğini göstermiştir. Gerilim altında uygulanan ısıl işlemler aramidlerin kristalliğini arttırmaktadır. Bu tip yöntemlerle mekanik özellikleri daha iyi aramidler elde edilmiştir. Örneğin Kevlar 981 en yüksek mukavemetli Kevlar türevidir.
PPTA’dan üretilen liflerin diğer sentetik lifler gibi belli bir camsı geçiş sıcaklığı bulunmamaktadır. Fakat lifler gerilim altında yapılan ısıl işlemlerden etkilenirler. Aynı sıcaklıkta çekilen diğer lifler gibi kuru-jet ıslak çekim metodu ile üretilen bir aramid lifini gererek çekmek mümkün değildir. En fazlası ile 500 OC gibi sıcaklıklarda %5’lik bir çekme elde edilebilir. Bu şartlar altında aramid lifinin oryantasyonu (12-15O ‘den 9O ve altına) ve kristalizasyonu halen arttırılabilecek durumdadır. Bu şekilde elde edilen en büyük artış modüldedir. (500 dN/tex’den 900 dN/tex’e kadar).
PPTA molekülü %8 – 9’luk Sülfirik asit çözeltisinde optik ve izotropik olmayan bir çözülmeye uğrar. %20’lik bir çözelti içine 90 OC ‘de çekim için uygundur. Kuru-Jet Islak çekimde, germe işlemi çekim ile aynı sıcaklıkta yapılsa bile yüksek mukavemetli ve modüllü lif elde edilmektedir. Bu maliyetlerin düşmesini de sağlamaktadır. İstenen lif özelliklerine bağlı olarak moleküler yapı çeşitli şekillerde değiştirilebilir.
Yüksek performanslı liflerin ortaya çıkışı tekstile yeni pazarlar açılmasına sebep olmuştur. Sıradan liflerle karşılaştırıldığında çok pahalı olan bu lifler genelde kullanıldıkları yerlerde ikame malzemelere göre daha yüksek performans, hafiflik vs gibi özelliklere sahip oldukları için tercih edilirler.
Normal lifler ile karşılaştırıldıklarında bu lifler oldukça pahalı ve kar payı yüksek lifler olarak tanımlanırlar. Yüksek performanslı lifler konusunda ilk çalışmalar 1960’ların başında Kwolek, Blades ve arkadaşları tarafından Dupont çatısı altında A.B.D.’nde gerçekleştirilmiştir.
Bu çalışmaları 1970’lerde yüksek performanslı polyetilen liflerinin geliştirilmesi izledi. 1980’lerden itibaren de karbon liflerinin geliştirilmesi ile yüksek performanslı liflerin ticari pazarı yavaş yavaş oluşmaya başladı. 1970’lerde ve 1980’lerin başında kompozitlerde kullanılmak üzere aramid, karbon, cam, yüksek molekül ağırlıklı Polietilen ve seramik liflerinde çok çeşitli gelişmeler oldu ve bu liflerin pazarları hızlı bir gelişme sürecine girdi. 1992 yılına gelindiğinde sentetik ve rejenere liflerin üretimi yaklaşık %3 oranında artmasına rağmen yüksek performanslı liflerin üretimindeki artış %10 gibi değerlere ulaşmıştı. Bu liflerin üretimi ve tüketimi genel olarak Avrupa, Amerika ve Japonya ile sınırlı kalmıştır. Japonya’daki üretim ve gelişmeler diğer ülkelere nazaran daha hızlıdır.
Bu sektörün gelişimi de muhtemelen bugüne kadar olan durumundan çok daha hızlı olacaktır. En büyük gelişmelerin seramik ve ultra yüksek mukavemetli ve modüllü polyetilen liflerinde olması gereklilik halini almıştır. Ayrıca koruyucu elbiseler endüstrisi ve fiberoptik kablo uygulamaları gibi sektorlerde p-aramidlerin pazar payını arttıracağı düşünülmektedir.
Genel Özellikleri ve Avantajları
1980’ler ile yüksek performanslı liflerin ticari dönemi başladı ve bu lifler genelde mekanik performansları sebebi ile göze çarptılar (genel olarak yüksek mukavemet ile Orta ve Yüksek modül). Bunun dışında yüksek sıcaklıklara dayanıklı olmaları da değişik endüstrilerde kullanım alanları bulmalarını sağladı. Yüksek performanslı liflerin metal ve ağır materyallere nazaran avantajları vardır. Bunlar yüksek mukavemet, yüksek modül, hafiflik, ısıya ve kimyasallara karşı dayanım vs. McIntyre ısıl dayanım ve mekanik dayanım olarak bu lifleri ilk gruba ayırmıştır.
ARAMİD LİFLERİ
Aromatik Polyamidler sınıfı alifatik polyamidlerden tamamen farklı özellikler gösterdiği için bunlara Amerika Federal Ticaret Komisyonu tarafından 1974 ‘de “Aramid” ismi verilmiştir. Ticari olarak ilk Aramid lifi A.B.D.’de DuPont tarafından 1965’te tanıtılmıştır. Bu meta-aramid’in ismi Nomex’ti. McIntyre yüksek performanslı lifleri genel olarak iki gruba ayırmıştır.
- Birinci grup alev almaz lifleri,
- İkinci grup yüksek mukavemetli ve modüllü lifleri
Kapsamaktadır.
Aramidler grubunda her iki sınıfa da uyabilecek lifler bulunmaktadır. Şu anda ticari başarı gösterebilmiş iki çeşit aramid bulunmaktadır. Bunların ikisi de teknik olarak yüksek performans liflerine girer. Birinci grup yine meta-aramid gruba girer ve orta bir modül ve mukavemete sahip olmasına rağmen mükemmel bir ısı dayanımı vardır. 600 –800 C ‘ye kadar bozunma veya erime gözlenmez. Isıya ve elektriğe karşı koruma gereken kullanımlarda mükemmel bir performans sergiler. Dupont’un Nomex’i ve Teijin firmasının Conex’i buna örnektir. Bu aramidler McIntyre’ın ilk sınıfına koyulabilir.
İkinci sınıfa giren aramidler ise DuPont’un 1970’lerin başında tanıttığı para aramid liflerinden Kevlar’ dır. Bu lif yüksek modüllü ve mukavemetli lifler sınıfında yüksek sıcaklığa da dayanabilen bir lif olarak göze çarpıyordu. O günkü piyasa koşullarında “asbest gibi ısıya dayanıklı ve cam kadar sert” bir elyaf üretmek piyasadaki büyük bir boşluğu dolduruyordu.1992 yılında p-aramid liflerinin toplam tüketimi 18.000 ton idi. Bu büyük bir rakam gibi görünmesine rağmen o günkü kapasitenin ancak yarısına eşitti. Dupont’un aramidleri poly (p-phenylene terephalamide) yapıtaşlı olup çeşitli özelliklerde tipleri bulunmaktadır. Bunlar:
Kevlar 29,
Kevlar 49,
Kevlar 149
Kevlar 981
Dir.
Dupont dışına Akzo Nobel firması Twaron adlı ürünüyle Teijin firması da kopolimer bir aramid olan Technora ile piyasaya dahil oldu. Technora poly (p-phenylene terephthalamide) ile poly (3,4-oksidiphenylene terephthalamide) ‘in kopolimerleşmesinden oluşuyordu. Bu sektörde sonraları Hoechst de Technora’ya yapı olarak çok benzeyen bir ürün ile piyasaya dahil oldu.
CAM LİFLERİ
Cam materyali neredeyse uygarlık kadar eski bir tarihe sahiptir. Fakat camın güçlendirici materyal olarak kullanımı nispeten yeni bir fikirdir. Cam 16. ve 17. yüzyıllarda dekoratif materyal olarak kullanılmıştır. 1893’te califinden yapılmış bir elbise ‘Colombian Exposition’ da tanıtılmıştır.
Cam oryantasyon veya kristalizasyona sahip olmayan inorganik bir materyaldir. Griffith çalışmaları ile 1920’de camın yüksek performans özelliklerini ortaya çıkarmıştır. Camın karışımını oluşturan genel maddeler silikondioksit, kalsiumoksit, alüminyumoksit, boronoksit ile bazı metaloksitlerdir. Yapı olarak cam izotropik üç boyutlu ağ yapısına sahiptir.
Cam lifinin yüksek performanslı lif olarak ticari tarihçesi Owens Illinois ve Corning Glass firmalarının ortak yatırımı ile başlar. Bu başlangıç ile cam elyafı üretimi 1970’lere kadar her yıl ortalama %15 – 25 oranında artmıştır. Müteakip yıllarda cam elyafı pazarını aramid i karbon lifleri ve güçlendirilmiş kompozitlere bırakmıştır.
Yine de cam şu anda en önemli güçlendirici materyallerden biridir. Yüksek performanslı cam elyaflarının en önemli üreticileri Owens Corning, Wentrotex, Ashltrom ve Pilkinton’dur.
Bütün ticari cam tipleri için temel yapıtaşı silikadır. Silika çeşitli oksitlerin 1300 –1600 OC arasında eritilmesi ile elde edilir. Çok çeşitli yapı ve özellikte ticari cam elyafı ürünleri bulunmaktadır.
1. A – Cam: Alkali içeren cam kompozisyonudur. Çok nadiren lif üretimi için kullanılır.
2. AR – Cam: Alkaliye dayanıklı (AR: Alkali Rezistant) cam kompozisyonudur. Çimento destekleyici eleman olarak kullanılır.
3. C – Cam: Kimyasallara dayanıklı (C: Chemical Resistant) cam kompozisyonudur. Lif üretimi için kullanılır.
4. E – Cam: Yüksek elektrik dayanımı olan cam kompozisyonudur. (E: Elecrtically Resistant)
5. HS – Cam: Yüksek mukavemetli (HS: High Strength) cam lifidir.
Magnezyum – Silika – Alumina ve küçük miktarlarda diğer oksitlerden içerir.
6. S – Cam: HS – Cam’a benzer bir yapısı vardır. Bu lifin kullanımı gittikçe artmaktadır.
Cam liflerinin toplam üretiminin yaklaşık %90’ı E – Cam’dır. Bu tip cam sıklıkla cam destekli plastikler endüstrisinde (GRP: Glass Reinforced Plastics) kullanılmaktadır. Daha yeni bir lif olan AR lifi hidrolik dolgu malzemesi olarak derilim ve kopmaya karşı destekleyici elemanlarda kullanılmaktadır.
KARBON LİFLERİ
Karbon liflerinin ilk kullanımı 1879’da Edison’un lambalarda karbon filamentleri kullanmak için patent almasına rastlar. Fakat gerçek anlamda ilk kullanım 1950’lerin sonudur. Uçak ve uzay endüstrisinin ihtiyaçları bunda en önemli etken olmuştur. İlk başarılı ticari uygulama İngiltere Farnborough’da Kraliyet Havacılık Kurumu’nda (Royal Aircraft Establishment) William Watt ve ekibi tarafından gerçekleştirilmiştir.
1960’ların başından itibaren karbon liflerinin gerçek tarihi başlamıştır ve karbon lifi ile kompozitlerinin kullanımı yüksek performanslarına bağlı olarak giderek artmıştır.
Karbon ve grafit yapılarının her ikisi de ana yapıtaşı olarak karbon elementinden oluşmuştur. Tekstil tanımına göre karbon lifi yapısında en az %90 oranında karbon ihtiva eden liftir. Öncü (precursor) diye tabir edilen çok çeşitli hammaddelerin değişik şekillerde işlenmesi ile değişik morfoloji ve özelliklerde karbon lifleri üretilir.
Bir öncü maddeden beklenen, karbon lifi yapısına dönüşümün kolayca sağlanabilmesi açısından, ihtiva ettiği karbon elementi miktarının mümkün olduğunca fazla olmasıdır. Karbon liflerinin üretim şekilleri, yapısı, özellikleri ve son kullanımlarında öncü malzemeler çok önemli bir etkendir.
SERAMİK LİFLERİ
Seramik lifi metal oksit i metal karpit, metal nitrit ve bunun gibi karışımlardan oluşan kolay işlenemeyen bir polikristal lif olarak tanımlanır. Bu tanımda silikon ve boron metal olarak kabul edilir. 1950’lerden sonra uzay, metal, nükleer ve kimya endüstrilerindeki gelişmeler cam liflerinden bile daha yüksek sıcaklıklara dayanabilen malzemelere ihtiyaç duyulmasını sağladı. Ayrıca uzay endüstrisinde hafif, güçlü ve sert malzemelere çeşitli mekanik konstrüksiyonlarda ihtiyaç duyuldu.
Silkon karbit, silikon oksit, silikon nitrit ve alumina silikat gibi kolay erimeyen maddeler çok geniş kullanım alanı buldular. 1980’lerden itibaren üzerinde araştırma yapılan seramik lifleri genelde alumina, alumino silikat ve silikon karbit bazlıdır.
Alumina bazlı seramik liflerinin en önemli üreticileri ICI (SAFIMAX), 3M (Nextel),
Dupond (PRD-166) ve Sumitomo (ALF) ‘dur. Silikon bazlı seramik liflerinin en önemli üreticileri ise Nippon Carbon (NICALON), Dow Corning / Celanese (MPS), Ube Chemicals (TYRANO) ve Rhone Poulenc’dir. (FIBREAMIC)
POLİETİLEN LİFLERİ
Yüksek performanslı PE lifleri yüksek mukavemet be sertlik değerleri ile iyi bir mukavemet / ağırlık oranına sahiptir ve ticari olarak dünyada birçok firmada üretilmektedir. PE liflerinden yüksek mukavemet elde edilmesi için aşağıdaki etkenler önemlidir.
- (-CH2-) yapıtaşının yüksek kristallik ve oryantasyon ile desteklenmesi gerekir.
- Minimum zincir kıvrımı sağlayarak esnekliği yüksek bir molekül elde edilmelidir. Molekül sert olmamalı fakat kristal yapıda olmalıdır.
- Çok yüksek molekül ağırlığında lineer bir molekül elde edilmeye çalışılmalıdır.
Üretici firmalar çeşitli özellikleri sağlayacak şekillerde çok çeşitli tiplerde PE lifleri geliştirmişlerdir. PE hem eriyikten hem de çözeltiden çekilebilir. Önemli üreticiler Dutch tate Mines (DYNEEMA), Alliad – Signal Production (SPECTRA) , Mitsui (TEKMİLON) , Celanese ve Montefiber’dır
Yüksek performanslı PE liflerinin üretiminde eriyikten veya çözeltiden çekim sistemlerinin her ikisi de kullanılır. Eriyikten çekim sisteminde yüksek moleküllü PE lifleri de elde edilebilse de sistem daha çok düşük molekül ağırlıklı PE lifleri için daha uygundur. Bu proses ile yüksek modüllü fakat nispeten düşük mukavemetli lifler elde edilir. Çözeltiden çekimde ise ultra yüksek molekül ağırlıklı PE özel bir çekim işlemine tabi tutularak elde edilir. Bu sistem ile hem yüksek mukavemetli hem de yüksek modüllü lifler elde edilir.
ELASTOMERLER
ASTM (American Society of Testing and Materials) ‘ye göre elastomer, belli yük altında en az kendi boyunun iki katına elastik olarak uzayabilen ve yük kaldırıldığında çabuk bir şekilde eski haline dönebilen doğal veya sentetik bir polimerdir.
Bu gruba lastik – kauçuk, spandex ve anidex girer. Anidex günümüzde üretilmemektedir.
Tekstil sektöründe iki çeşit elastiklik istenir. Bunlardan birincisi “Power Stretch” dinamik elastikliktir. Bu tip elastiklik için yüksek geri dönüşüm direncine sahip elastomerler kullanılır. En önemli kullanım alanları, tıbbi destek mamulleri, bayan mayoları, jartiyerler, kayışlar ve çorap askılarıdır.
“Comfort Stretch” konfor elastikliği sadece elastiklik istenen ürünler için kullanılır. Bu ürünler görünüm açısından normal kumaşlardan farklı değildir ve genelde dinamik elastikiyete sahip kumaşlardan hafiftirler.
DİĞER LİFLER
1. PBZT ve PBO: Yüksek mukavemete sahip polimerlerdir.
2. Quartz: Isıya ve kimyasallara çok dayanıklı %99 silikon bazlı bir maddedir. Uçak uzay ve füze sanayinde kullanılır.
3. Copolymer Polyester – Vectra / Vectran: Yüksek mukavemeti olan ve ısıya karşı direnci yüksek olan bir polyester çeşididir.
4. Poly(p-xylylene): PPX lifleri de denir. Yüksek mukavemet ve modüle sahiplerdir. Kompozitler ve gemi halatlarında kullanılır.
5. Azlon: Protein bazlı bir polimerdir. Tek başına kullanılmaz ve kullanım alanları oldukça azdır.
6. Metal Lifler: Metalden, plastik kaplı metalden, metal kaplı plastikten veya metal kaplı core’dan oluşan üretilmiş bir liftir. Döşemelik amaçlı kullanımları bulunmaktadır. (Statik elektrik halıları vs.)
7. Novoloid: En az %85 oranında Novolac bulunduran yapay bir liftir. Yanmazlık (koruyucu elbiseler) için kullanılırlar.
8. Nytril: Vinil di nitril yapıtaşından oluşmuş liflerdir. Su anda üretilmemektedir.
9. PBI: Uzay programlarında kullanılan bir tip elyaftır. Isı ve kimyasallara dirençlidir.
10.Saran: Yapıtaşı Vinil Dien Klorit olan elyaflardır. Ticari olarak çok yaygın değildir. Nemden etkilenmez ve kolay lekelenmez. Endüstriyel kumaşlarda kullanılır.
11. Sulfar: Yapıtaşı polysülfit’tir. Filtre kumaşlarda, itfaiyeci elbiselerinde ve elektrik izolasyonunda kullanılır.
12. Vinal: Yapıtaşı vinil alkoldür. Günümüzde üretilmemektedir. Çeşitli balık ağı, filtreleme elemanları gibi şekillerde kullanılmıştır.
13. Vinyon: Yapıtaşı Vinil klorit’tir. Yapısına göre mukavemet uzama gibi değerleri çok değişir. Yanmaz kumaşlardan battaniyelere kadar pek çok çeşitli kullanımı vardır.
14. Asbest: Kanser riski yüzünden günümüzde tekstil alanında kullanımı gittikçe azalmıştır
15. Polyakrilat: Çoğu kimyasallara karşı dirençlidir. Fakat nitrik, sülfirik asit gibi kimyasallardan zarar görür.
16. Polykromatik Lifler: Isıya göre renk değiştirirler.
17. Polyüre: Üre’ nin polimeridir. Mukavemetli, düşük öz kütleli, az nem alan, kimyasallara dayanıklı ve sıcaktan orta düzeyde etkilenen liflerdir. Genelde endüstriyel amaçlı kullanılırlar.
18. TetraFloroEtilen: Teflon adı ile Du Pond tarafından üretilmektedir. Gore tex yapısında da kullanılır. Mekanik özellikleri oldukça iyidir ve yanmazlar. Elektrik bantları, filtreler gibi şekillerde kullanılır.
19. Çift komponentli lifler: Bunlar Chinon, Cordelan, Hydrofil, Kermel , Mirafi ,Novolac gibi elyaflardır. İki değişik yapıtaşları vardır ve bu şekilde çeşitli yeni özellikler elde edilir.
POLYESTER LİFLERİ
Kimyasal adı polietilentereftalat olan PET polyesteri, Whinfield ve Dickson tarafından keşfedilmiş olup, ilk defa 1941 yılında ticari ölçüde üretilmiştir.
İkinci dünya savaşından sonra İngiltere’de ICI firması, ABD de DuPont firması polyester lif üretim yöntemlerini geliştirmişlerdir. Özellikle 1950’den bu yana polyester lif üretiminde hızlı bir artış görülmektedir. Sentetik lifler arasında en çok üretilen ve tüketilen liflerden biridir.
Petrol sanayinin bir türevi olan polietilenteraftalat’tan, eriyikten lif çekme işlemiyle üretilen polyester elyafı çok önemli bir elyaftır. İlk önceleri pek kullanılmasa da zamanla kullanımı yaygınlaşmış ve daha da geliştirilmiştir. Elyafın kendisi geliştirildiği gibi, elyafın boyanabilirlik özellikleri ve yeni boyama metotları da geliştirilmiştir. Polyester lifleri tek başına kullanıldığı gibi doğal ve yapay diğer liflerle de kullanılabilirler.
Polyester elyaf esas olarak; hidrofobluğu, yüksek mukavemeti, buruşmazlığı ile karakterize edilebilir. Bu özellikleri ile polyester elyaf; pamuk, viskon, yün karışımlarında kullanım özelliklerini geliştirici rol oynayan önemli bir elyaf çeşididir.
Polyester elyafının fiziksel özellikleri
- Boyuna kesiti pürüzsüz ve yeknesak, çubuğa benzeyen bir görünüme sahiptir. Enine kesiti çoğunlukla yuvarlaktı Düze formuna göre değişik kesitleri de vardır.
- İlk üretildiklerinde sonsuz filament halindedirler. Daha sonra ştapel olarak istenilen boylarda kesilebilirler.
- Sentetik elyafta incelik üretim sırasında istenilen şekilde olur.
- Özgül ağırlığı 1,38 g/cm³
- Üretimde beyaz renklidir. İstenirse, elyaf çekme çözeltisine pigment renklendiriciler ilave edilerek renkli elyaf elde edilir.
- Üretimde parlaktı İstenirse, lif çekme eriyiğine matlaştırıcı maddeler ilave edilerek veya daha sonra çeşitli işlemler ile matlaştırılabilir.
- Normal şartlarda nem oranı %0.4’tür, hidrofob olarak nitelenebilir.
- İyi ve mükemmel derecede mukavemete sahiptir. Üretim şekline monomerlerine ve germe miktarına göre kuru mukavemeti 4.5-8 gr/denye arasında değiş Kuru mukavemet ve yaş mukavemet arasında pek fark yoktur.
- Uzama elastikiyeti orta veya iyi derecededir. Esneme yetenekleri normal filament elyafta %15-30, ştapel elyafta %30-50 arasındadı
- Rezilyens(yaylanma) mükemmeldir. Buruşmadan iyi bir şekilde eski haline döner.
- 130ºC’de yumuşaya baş 255-260ºC’de erimeye başlar.
- Nem emiciliğinin düşük olması sebebiyle statik elektriklenme problemi vardı
- Pilling tekstil elyafları içerisinde en fazla polyester lifinde görülür.
Polyester liflerinin kimyasal özellikleri
- Seyreltik asitlere hem sıcakta hemde soğukta, konsantre asitlere (sülfürük asit hariç) yalnız soğukta dayanıklıdır.
- Alkalilere soğukta dayanıklıdır. Orta ve yüksek sıcaklıklarda zayıf alkalilerden bile etkilenir.
- Yükseltgen ve indirgen maddelere karşı yüksek bir dayanıma sahiptir.
- Organik çözgenlere karşı çoğunluğuna dayanıklıdır. Kuru temizlemede kullanılan benzen, trikloretilen, karbontetraklorür, perkloretilen gibi çözgenlerde zarar görmez. Odiklorbenzen, dimetiltereftalat gibi bazı çözgenlerde belirli koşullarda tamamen çözünürler. Organik çözgenlerin şişirici etkisi poliesterin boyanmasını kolaylaştırır.
- Işık ve atmosfer koşullarına yüksek dayanım gösterir.
Tekstilde gerek kesiksiz filament gerekse kesikli elyaf olarak polyester birçok kullanım alanına sahiptir. Hazır giyim eşyası, ev döşemesi ve endüstriyel alanlarda kullanılan birçok mamulün yapımında önemli bir elyaftır. Açık hava koşullarına dayanıklılık gerektiren alanlarda da önem taşır. Hafif, ince kumaşlarda kalıcı ütü isteyen giysilerde, örgü dış giyimde ve takım elbiselik gibi ağır kumaşlar için yün ile karıştırılarak kullanılır. Genellikle %35 veya %50 oranda, pamukla karıştırılarak yağmurluk ve gömleklik kumaşlar yapımında kullanılır. Dikiş iplikleri için kesikli ve filament halde ve nüveli ipliklerin üretiminde önemli kullanımı vardır. Elyaf hafif yüklemelerle kolayca uzamadığından, çorapçılıkta polyester elyaf kullanılmaz
VİSKON LİFLERİ
Viskon ilk rejenere elyaf olup sentetik olmayan bir yapay elyaftır. Hammaddesi, doğal selüloz içerikli olan ağaç hamurundan üretilmektedir. Bu nedenle polyester, naylon gibi sentetik ve termoplastik liflere nazaran pamuk, keten gibi doğal selülozik elyaflara daha çok benzemektedir.
Viskon ucuz ve yenilenebilir kaynak olan ağaç hamurunda elde edilmesine rağmen üretimi esnasında yoğun su ve enerji tüketimine neden olmakta ve ayrıca hava ve su kirliliğine katkıda bulunmaktadır. Kolay bulunan hammaddeyle birlikte üretim ve proseslerdeki modernizasyonla viskon pazarda rekabet gücünü artırmaktadır.
1664’ün sonlarına kadar İngiliz natüralist Robert Hooke yapay liflerin ipek böceğinin ipeği ürettiği gibi üretileceğini tasarlıyordu. İlerleyen zamanlarda birçok bilim adamı bu konuda çalışmalar yapmış, ancak başarılı olamamıştır.
1855’de Fransız George Audemars, dut ağacı kabuğunun hamuru ve sakızımsı kauçuktan oluşan yoğun solüsyonun içerisine iğne batırmak suretiyle iplik elde etmiştir. Ancak bu şekildeki bir üretim için, oldukça yüksek dikkat gerekmekteydi. Dolayısıyla üretim yavaş gerçekleşmekte ve maliyetin yüksek olmasına neden olmaktadır. Kısa bir süre sonra 1891’de İngiliz kimyacı Charle Frederick Cross ve iş arkadaşları Edward John Beyan ve Clayton Beadle viskon üretim prosesini bulmuşlardır. Viskoz liflerinin hammaddesi selülozdur. Üretim için % 92-98 civarında selüloz içeren pamuk linteri ve odun selülozu kullanılır. Bu maddeler temizlendikten sonra kostik soda ile muamele edilerek alkali selüloz oluşturulur.
Alkali selülozdaki fazla kostiğin uzaklaştırılması için mekanik presten geçer, ardından etki yüzeyini artırmak için mekanik parçalayıcıdan geçer. Daha sonra karbon disülfit ile işleme sokularak selüloz ksantata dönüştürülür ve seyreltik kostik soda çözeltisiyle çözülür.
Elde edilen ham viskoz çözeltisi olgunlaştırma işlemine tabi tutulduktan sonra asit koagüle banyolarında çekilir ve böylece viskoz fılamentleri meydana gelir. Viskoz lif çekimi sırasında hava kabarcıklarının düzeden çıkan elyafın kopmasına neden olmaması için lif çekimi vakumlu ortamda yapılır. Ayrıca filamentin yapışmasını önlemek için koagülasyon banyosundan geçirilir. Lifler üretildikten sonra germe işleminden geçer. Germe işlemi iki basamakta olmaktadır.
Birinci basamakta %10’luk bir gerilim uygulanırken, ikinci bölgede %50’lık bir gerilim uygulanır. Daha sonra tow haline getirilen lifler ikinci bir banyodan geçerek kesmeye giderler. Burada yapılan kesimden sonra viskon lifi üretilmiş olur. Rejenere selüloz elyafından filament halde elde edilen ipliklere floş (rayon),ştapel haldeki elyaftan elde edilen ipliklere de viskon iplikler denir. Filament haldeki ipliklerde (floş) görünüm, tuşe ve parlaklık gibi özellikler ipeğe benzer, yumuşak ve dökümlüdürler, statik elektriklenme ve piling açısından sorun yaratmazlar. Ştapel haldeki elyaflardan yapılan iplikler (viskon) ise büyük oranda pamuğa benzer nemçeker özellik gösterir. Sağlamlığı filament iplikten daha azdır. Bunun dışında özellikle birbirine benzer çeşitli bitim işlemleriyle özellikleri daha da iyileştirilebilir.
Viskon liflerinin fiziksel özellikleri şu şekildedir,
- Lif uzunluğu boyunca uzanan pek çok kanallara sahiptir ve bunlar kesitin bir özelliği olan çentiklere karşılık gelir.
- Viskon elyafının inceliği denye ile ifade edilir. Viskon elyafı genel olarak 1.5-2.5 ve 3.75 denye olarak üretilmektedir.
- Özgül ağırlığı 1,15g/cm³.
- Yaş mukavemeti; l.2-1.7 gr/denye, kuru mukavemeti; 2.3-3.0 gr/denye’dir.
- Viskon elyafına uygulanan kuvvetin elastik sınır içerisinde olması durumunda; kuru olarak % 10-23, yaş olarak % 16-33 uzadığı tespit edilmiş
- Viskon elyafı yapı itibariyle nem absorbsiyonu yüksektir. Elyaf havadan önemli miktar nem alı Ticari olarak viskonun rutubet değeri % 13’tür.
- Viskonun kendilerine has parlak bir görünümü mevcuttur. Işık, lifin üzerine düştüğü sırada bir miktar absorbe edilmektedir. Yansıtılan ışık ise beyaz renktedir. Işığın çoğu, filament veya kesikli liflerin pürüzsüz ve düzenli yüzeylerinden yansıtılmaktadı Böylece göz kamaştıran ve ışıltılı bir parlaklık elde edilmektedir. Bu yüzden bir matlaştırıcı madde, lif çekim çözeltisine ilave edilebilmektedir.
- 115ºC’ye kadar ısıya dayanır daha sonra önce sararır ve beyazımsı kül bırakarak yanar.
- Işığın tesiri önemli ölçüdedir. Viskonun nem miktarı, ışığın etkisini arttırır ve mukavemetinin değeri azalı
- Viskon kurutmaya maruz kalırsa mukavemeti azalır ve renkte solma oluş
Viskon liflerinin kimyasal özellikleri ise şu şekildedir;
- Seyreltik asitler belli bir sıcaklıktan sonra, saf asitler ise soğukta etkiler.
- Alkalilerin konsantrasyonu ve sıcaklıkla doğru orantılı olarak aynenpamukta olduğu gibi dayanıklıdır.
Filament veya ştapel haldeki floş-viskon iplikler dokuma ve örme kumaşlarda çok geniş bir kullanıma sahiptir. İnce dökümlü ve fantezi kumaşlar elde edilebilir, iplik özelliklerinin çoğunu aynı şekilde gösterirler. Viskon kumaşlar boya baskı gibi işlemlere de elverişlidirler.
Viskon elyafı çok geniş kullanıma sahiptirler. Elbise, ceket, mayo gibi hazır giyimin ürünlerinde, ev tekstilinde (yatak örtüsü, çarşaf, perde, masa örtüsü gibi), endüstriyel ürünlerde, tıbbi ürünlerde kullanılmaktadır. Özellikle şık ve dökümlü fantazi kıyafetlerin yapımında kullanımları yaygındır. Ayrıca üst giyimde astar olarak da kullanılır.
ELASTAN LİFLERİ
Yüksek uzama kabiliyetine sahip lif çeşitleri elastomer lifleri olarak tanımlanabilir. Elastomer lifleri kimyasal yapılarından dolayı kopmadan çok yüksek uzama gösterebilen ve kopma noktasına kadarki uzamalarda tamamen ve çabuk eski haline dönebilen liflerdir.
Uluslararası sözleşmelere göre “Elastan Lif” olarak adlandırılan poliüretanelastomer elyafın sadece esnekliği yüksek olmayıp, aynı zamanda yırtılma direnci de çok yüksektir. Bu nedenle pek çok alanda kullanım kolaylığı sağlamaktadır.
Poliüretan esaslı elastomerik lif sentezinin esası, 1937 yılında Otto Bayer, H.Rinke ve arkadaşları tarafından geliştirilen diizosiyanat-poliadisyon prosesine dayanmaktadır.
Endüstriyel anlamda ilk poliüretan esaslı elastomerik lif üretimi, J.C.Shvers ve arkadaşları tarafından DuPont firması araştırma bölümlerinde kuru çekim prosesiyle gerçekleştirilmiştir. DuPont firması bu geliştirdiği poliüretan esaslı multi filament yapıdaki elastomerik elyafı Lycra adı altında 1962 yılından beri üretmeye devam etmektedir. Amerikan Federal Ticaret Komisyonu’nun yaptığı tanımlamaya göre yapısında en az %85 oranında bölümlenmiş poliüretan bulunan sentetik polimerizasyon zincirlerine “Spandex” adı verilmektedir.
Poliüretan grubu liflerinin yaygın kullanımlarından ötürü özellikle Amerika ve Kanada’da “Spandex” elastomerik liflerin genel adı olarak kullanılmaktadır.
Avrupa’da ise poliüretan esaslı elastomerik liflerin genel adı olarak “Elastan” adıyla kullanıldığı görülmektedir.
Elastan lifi, mono ya da multi filament halinde sonsuz uzunlukta üretilir. İstenirse kullanım yerine göre kesikli (stapel) hale getirilebilir. Bugün endüstride 11- 2600 dtex arasında değişen incelikte elastan bulmak mümkündür.
Elastan liflerinin fiziksel özellikleri şu şekildedir;
- Enine kesitleri, üretim yöntemlerine göre farklılıklar gösterir. Yuvarlak,oval, dörtgen ve bunlara benzer şekillerde olabilir. Genellikle yuvarlaktı
- Yoğunluğu elastanın tipine ve üretim yöntemine bağlı olarak 1,15-1,95 g/cm3 arasında değiş
- Elastan lifi renk olarak, şeffaf, mat ve parlak olarak üretilmektedir.
- Bu liflerin en belirgin özelliği olan kopma uzaması değeri % 400-800 arasında değiş Elyafın azami esneme limitleri ve bundan doğan maksimum kopma kuvveti bitmiş ürünün fonksiyonelliğinde önemli rol oynamaktadır.
- Diğer sentetik elyaflara nazaran daha dayanıksızdı Mukavemetleri 0,5- 1,5 g/denye arasında değişir. Yaş sağlamlığı çok az düşme gösterir.
- Nem alma özelliği hidrofobik elyaf olduğu için çok düşüktür. %65 nispi nem ve 20º C de %1 civarı nem alı Sudan pek etkilenmez.
- Tiplerine bağlı olarak sıcaklığa karşı dirençleri değiş 150º C de sertleşme görülür. 150-200º C arasında yumuşar ve 230-290º C arasında erir. Ütüleme sıcaklığı 150º C’yi geçmemelidir. Yüksek sıcaklıklar elyafın bozulmasına neden olur.
- Eriyerek yanar. Kimyasal koku verir. İssiz yanar.
- Statik elektriklenme ortadı Kuru ortamda statik elektriklenme oluşabilir.
- Güneş ışığı elyafın sararmasına ve zarar görmesine neden olur.
Belirli kimyasal maddeler elastan kumaşlara uygulandığında kumaştaki elastan liflerine zarar verebilir. Elastanlar doymamış yağlardan ve greslerden etkilenir. Renkleri solar ve parçalanır. Yayılmış zaman aralıklarında depolanmaya ihtiyaç duyulan elastan içeren ham kumaş, renk atımından ve doymamış yağlardan çürümesini engellemek için bol su ile yıkanmalı ve durulanmalıdır. Klor açığa çıkaran kimyasal maddeler de elastik iplikleri solduracak ve bozacaktır. Yüzme havuzu suyunda bulunan klor, mayolardaki elastik iplikleri yavaş yavaş zayıflatır ve bir süre sonra kopmalarına neden olur. Uzun süre ultraviyole ışınlarına maruz kalması da aynı etkiyi yaratır. Hava kirliliği ve iklim farklılıklarından dolayı da elastan liflerinde solmalar, sararmalar artmakta ve dayanıklılığı azalmaktadır.
Sararma elastanın giyilme performansını etkilemese de, kumaş ya da gösterimdeki giysiler müşteri çekiciliğini kaybeder. Bunu engellemek için tüm depo giysileri ve kumaşlar, kimyasal tepkime vermeyen ve hava geçirmez paketlerde saklanmalıdır.
Elastan liflerin kimyasal özellikleri şöyledir;
- Asitlerin çoğuna 24 saatten fazla maruz kalmadıkça dirençlidir. Soğukta sulu asitlerden pek zarar görmezler. Sıcakta hepsi az çok etkiler. Derişik mineral asitlerde hemen bozunur ve çözünür.
- Bazların çoğuna karşı dirençlidir. Seyreltik soğukta yapılan işlemlerde fiziksel özelliklerinde bir düşme gösterir. Bu nedenle kostikli mamullerde fiziksel özellikler kontrol edilmelidir.
- Kuru temizleme çözgenlerine karşı dirençlidir. Aromatik çözücülerde şiş
- Sodyum hipoklorit gibi klorlu ağartma yapılmasından kaçınılmalıdı Klorlu yükseltgen maddeler renk değişmesine ve fiziksel özelliklerinde düşmeye neden olur.
- Küf ve mantardan, güve ve böceklerden etkilenmez.
- Dispers, asit, metal-kompleks, kromlama boyarmaddeleri ile boyanabilir. Bazı tipler zor boyanabilir.
Elastik iplik ve kumaşlar dünya tekstil endüstrisinde önemli bir yere sahiptir.2000’li yıllarda sergilenen moda eğilimleri arasında elastanın bulunmadığı tasarım hemen hemen yok gibidir. Elastan giysi konforu ve fonksiyonelliği sayesinde önemli bir yere sahiptir. Elastanın tekstillerde doğal kauçuğun ve lastiğin yerini alması ile yeni ürünlerin ortaya çıkması sağlanmıştır. Giysilerde rahatlık, kullanışlılık ve çok yönlülük gün geçtikçe daha çok aranan özellikler haline gelmiştir.
Elastanlı tekstil ürünlerinin klasik kullanım alanları arasında bay ve bayan çorapları, iç giyim, yüzme giysileri, korse ve diğer tıbbı tekstiller bulunmaktadır. Son yıllarda elastan iplik içeren tekstil ürünlerinin üretimi önceki yıllara göre büyük artışlar göstermiştir. Bunda, moda akımlarının yanında daha konforlu, kullanışlı, çok yönlü ve fonksiyonel tekstil ürünlerine olan talebin gittikçe artması da etkili olmuştur. Bu gelişmeler elastanlı tekstil mamullerinin klasik alanlar dışında serbest zaman giysileri, spor giyim ve jimnastik giysileri ile bay ve bayan giyime kadar daha geniş bir alanda kullanılmasını sağlamıştır. Çok fazla aktivite içeren ve yüksek kapsamlı vücut hareketleri gerektiren sporlar için kumaş esneme yeteneğinin % 35-50 olması gereklidir.
Elastan ipliklerinin çok yüksek elastikiyet ve rezilyans (yaylanma) yeteneği nedeniyle %3-5 gibi düşük kullanım oranlarında bile kumaşa ve giysiye elastikiyet dışında da önemli özellikler kazandırmaktadırlar. Bu özellikleri şu şekilde sıralamak mümkündür;
- Giysilerde düzgün ve daha hoş bir görünüm,
- Giyim konforunda artış,
- Giysilere verilen şekil boyutlarının (beden ölçülerinin) daha kalıcı olması,
- Yüksek derece elastikiyet, daha düşük buruşma eğilimi,
- Yıka-giy etkisi olarak sı
Elastik tekstil ürünleri, pamuk, yün, polyester, poliamid, akrilik, vb. klasik tekstil liflerinin düşük oranda elastan ipliklerle dokunması veya örülmesiyle elde edilir.Aşağıda elastan ipliklerinin kullanım alanları ve elastan lif oranları görülmektedir. Yüzme giysileri ve tıbbı tekstiller dışında elastan ipliklerinin kumaştaki kullanım oranları genellikle %10’un altındadır.
Elastan iplikler moda faktörüne uyumludur ve modaya katkısı çok fazladır. Her alanda kullanılması sebebiyle bugün değişik tarz ve akımlara uyum sağlar. Sudan az etkilenir ve elastikiyetini uzun süre muhafaza eder. Günümüzde hemen her türlü giysi ve kıyafetin içeriğinde elastan yer almaktadır. Günlük kıyafetten deniz kıyafetlerine, spor kıyafetlerden klasik giyime, blue jeandan gece kıyafetlerine kadar her alanda elastan kullanılmaktadır.
PES/VIS/EA KARIŞIM İPLİĞİN GENEL ÖZELLİKLERİ
Yapısında özellikle elyaf ve filamentler bakımından birbirine benzemeyen bileşenler bulunan ipliklere karışım veya kombine iplik denir. İki veya daha fazla elyafı bir araya getirerek karışım elyaf elde edilir.
Karışım, iplik üretimi ve yüzey oluşumundan bu yana yapılagelmektedir. Karışım ile iyileştirilen kalite ve düşürülen maliyet yanında başka yararlar da kazanılır.
Eski iplikçiler “iplikçinin sanatı karışımda gizlidir” diyerek karışımın önemini güzel bir şekilde vurgulamışlardır.
Günümüzde lif karışımı bilim ve sanatın bileşimi olarak düşünülmektedir.
Lif karışımları çeşitli amaçlarla yapılır. Bu amaçları şu şekilde sıralayabiliriz;
- Karışım ile olduğunca düzgün dağılımlı bir hammadde elde edilir.
- Farklı kaynaklardan gelen hammaddelerin iplik içinde homojen dağılımı sonucu üretilen ürünün kalitesi yükseltilir.
- Karışım komponentlerin iyi özelliklerinden yararlanılı (Örneğin; polyester/viskon karışımında polyesterin sağlamlık ve kolay bakım özelliklerinden yararlanılır.) Uygun lif inceliği ve uzunluğu seçilerek tuşe, parlaklık, renk vs.ye etki edebilir.
- Pahalı olan doğal liflerin bir kısmı yerine oldukça ucuz olan yapay lifler kullanı (Örneğin; yün/viskon)
- Kullanım yerine ve amacına uygun olarak düzgün satıhlı, parlak-mat lifler veya lif karışımları kullanılı
- Farklı özelliklerdeki lif çeşitleri veya tipleri kullanılmakla modaya uygun efektler kazanılı
- İpliklerde fizyolojik özellikleri daha iyi hale getirmek amacıyla karışım yapılı Örneğin; ısı izolasyonu, tutum özellikleri, nem çekme özellikleri gibi.
- İplikte, iplikten elde edilen kumaşta ve son mamulde bakım özelliklerinin düzeltilmesi amacıyla karışım yapılı
Tekstil mamullerinde yıkama, kurutma, ütüleme gibi özellikler iyileştirilir
Karışımda yapay lif kullanımının yararları maliyeti düşürmenin yanısıra daha düşük yüzey ağırlığı, daha kolay bakım (yıka-giy) imkânı, belirli artikel grupları için çok kolay dikim imkânıdır. Yüksek hacimli liflerin üretime girmesiyle birlikte dokuma ve örme kumaşlarda hacimli, yumuşak, tüylü üst yüzey kazanılmıştır.
Doğal liflerle yapay liflerin karışımı daha çok, kullanım değerini yükseltmek amacıyla yapılmaktadır. Kullanım rahatlığı ve hijyen açısından karışımın özel bir yeri vardır.
Lif karışımlarını kullanmanın bir diğer nedeni de modadır. Üçlü veya daha çoklu karışımlarla çalışılarak özel efekt iplikleri yapılır. Karışım komponentleri farklı incelik ve renklerde seçilerek bu etki arttırılabilir.
Karışımdan amaç liflerin avantajlı özelliklerini bir araya getirmek, bir diğeri ile birleştirmek ve bir diğerinin istenmeyen özelliklerini kapatmak veya azaltmak olduğuna göre “optimal karışım” ortaya çıkmaktadır.
Değişik karışım oranlarında üretilen aynı tip ürünün özellikleri de değişiklik arzeder. Optimal karışımın hangi lifler arasında ve hangi oranlarda olduğunu saptayabilmek için her şeyden önce üründen beklenen özelliklerin bilinmesi gerekir.
Bilinenden yola çıkılarak uygun lif seçimi yapılır. Hangi lifin hangi liflerle ve ne kadar oranla karıştırılması gerektiği hesaplanır. Tüm bunlar yapıldıktan sonra üretimin teknolojik açıdan yapılabilirliği araştırılır.
Karışım ipliği bünyesinde liflerin yerleşim düzeninin bitmiş yüzey (mamul) karakterine büyük etkisi vardır. Merkezine yakın yerleşen liflerin subjektif etkisi bulunurken, dış yüzeye hakim görünüm ve tuşe gibi özellikleri ön plana geçer.
Yapılan çalışmalar göstermiştir ki, karışım ipliğinde kısa veya kaba lifler ipliğin dış yüzeyinde, uzun veya ince lifler merkezde, iplik çekirdeğinde yer alırlar.
Karışımlarda lif seçimindeki iki önemli kriter ekonomiklik ve kalitedir. Lif özelliklerinin yanısıra üretilen ipliğin özellikleri de karışımda etken olan faktördür. Özellikle tuşe, hacim, görünüm ve mukavemet kullanılan iplik üretim sistemi ile yakından ilgilidir.
Bir karışım ipliğinin oluşumunda en önemli eğirme kuralları şu şekildedir;
- Elyaf inceliği ipliğin eğrilebilirlik sınırını İşe yarar bir iplik elde edebilmek için iplik kesitinde bulunan minimum lif sayısı söz konusudur. Bu durum özellikle rotor iplikçiliğinde büyük önem taşımaktadır. Eğirme sınırını yukarıya çekebilmek için sentetik kökenli daha ince mikronerli veya mikrofiber kullanmak gerekmektedir.
- Değişik incelikte elyafın karıştırılmasında aynı değişik renklerde elyaf partileri karıştırıyormuş gibi, karışımın olabildiğince homojen olmasına dikkat etmek gerekir. Eğer bu yapılmayacak olursa veya komponentlerden birisi çok düşük ise komponentler karışma yerine ayrışacak, bu durum sadece hata ve düzgünsüzlüklere yol açmayacak, aynı zamanda iplikten beklenen spesifikasyonların tersine sonuçlar vermesine neden olacaktı
- Elyaf karışımlarıyla ilgili diğer bir kriter ise mukavemet/elastikiyet eğrisi ilişkisidir.
Tekstilde yaygın olarak kullanılan karışımlar;
Polyester/pamuk, polyester/viskon, polyester/yün, yün/poliamid, yün/viskon şeklindedir.
Bu karışımlar içerisinde polyester/viskon karışımı rahatlık, kullanımı ve bakımı kolay olması nedeniyle tekstil endüstrisinde sıkça kullanılan bir karışımdır. Bu tip karışımda polyester liflerinin yüksek mukavemet özelliğinden yararlanılır. Yüksek kuru ve yaş mukavemetleri sayesinde yapıya iyi ve dayanıklı mekanik özellikler kazandırır. Ayrıca polyester iyi bir boyutsal stabilite sağlamaktadır. Polyesterin hidrofob elyaf olmasından kaynaklanan deride ıslaklık hissi kullanım açısından sorun olarak görülmekle birlikte kısa sürede ürünün kurumasını da sağlamaktadır.
Viskon lifleri polyesterin aksine yapısında %40-80 su bulundurabilir ve bu sayede nemi kontrol altında tutar. Deride kuruluk hissi uyandırır. Ayrıca viskonun yumuşaklığından, parlaklığından yararlanılır.
Farklı türdeki liften oluşan ipliklerin birlikte işlenmesi ile karışımı oluşturan hammaddelerin iplik haline getirilmeden önce harmanlanıp eğrildikten sonra dokunması veya örülmesi ile şekilde elde edilir. Lif karışımı elde etmenin amacı, karışımı oluşturan lif türlerinin özelliklerini değiştirmek, geliştirmek, genişletmek ve yeni efektli kumaşlar elde etmektir. Karışımlar lifin işlenebilme özelliğine, iplik inceliğine ve ekonomikliğine bağlıdır.
LİF KARIŞIMI YAPMA NEDENLERİ
Lif karışımları yapma nedenleri Kaliteyi yükseltmek, görünüm ve ekonomikliktir.
1-Kaliteyi Yükseltmek: Kullanım özelliklerini artırmak (sürtünme sağlamlığı, zorlanmalara dayanıklılığı ve buruşma özelliği).
2-Giyim fizyolojisinin özelliklerini artırmak : (ısı yalıtımı, nem çekme özelliği ve cilde uygunluk).
3-Bakım özelliğini artırmak : (yıkama özelliği, kurutma ve ütülenme özelliği).
4-Görünüm: Görünümü değiştirmek (renk, parlaklık ve süslenme efektleri).
5-Ekonomiklik: Ekonomikliği artırmak: (lif fiyatı ve çeşitliliği, iplik kalitesinde eşitlik ve incelik).
TEKSTİL YÜZEY OLUŞUMUNDA KULLANILAN EN UYGUN LİF KARIŞIMLARI
Kimyasal lifler mat yada parlak, kıvrımlı yada düz biçimde üretme olanağı olduğundan özel efektler elde edilebilir. Lifler; sağlamlık, esneme, elastikiyet, lif uzunluğu ve inceliği açısından birbirine denk olduklarında mükemmel lif karışımları elde edilebilmektedir. En önemli lif karışım oranları %70/30, %60/40, %50/50’dir.
Açıklamalar :
1-Lif Bileşimi ( kompozisyonu ) : Bir tekstil ürününü meydana getiren tekstil liflerinin bu tekstil ürünü içindeki kütlece yüzde oranını ifade eder.
2-Tekstil ürünü sadece bir lif kullanılarak yapılmadığı sürece %100 saf veya tamamen tanımlanamaz.Benzer terimler kullanılamaz.Ancak bir tekstil ürünü,rutin olarak değil de sadece teknik sebepler sonucu eklenmiş olmak şartıyla %2 sine kadar başka lif içerebilir.Tarama işleminden geçirilmiş bir tekstil ürünü için bu tolerans değeri %5 e çıkabilir.
LİF KARIŞIMLARININ TEKSTİL YÜZEYLERİNE ETKİSİ
Tekstil üretiminde, liflerin karışımı iki aşamada gerçekleşir:
1- İplik üretimi sırasında çeşitli kesik (kısa) lifler karıştırılır. Karışan lifler eğrilmiş lif iplikleri haline getirilir.
2-Tekstil yüzeylerin üretiminde farklı liflerden elde edilmiş iplikler kullanılabilir. Bunun için doğal lifler, doğal liflerle; kimyasal lifler, kimyasal liflerle karıştırılabilir.
Özellikle doğal lifler ile kimyasal lifler arasında yapılan karışımlar çok olumlu sonuçlar verir. Burada her iki lif grubunun olumlu özellikleri artarken olumsuz özellikleri neredeyse ortadan kaldırılmaktadır. Yünün poliester, poliamid, poliakrilonitril karışımından ile pamuğun poliester, viskoz ve modal ile karışımından çok iyi sonuçlar elde edilir.
Sentetik kimyasal liflerin sağlamlık ve iyi elastikiyet özelliği ile doğal liflerin sağlıklı giyim özelliği birleştiğinde kaliteli ürün elde edilir. Selülozik kimyasal liflerin yumuşaklık, yüksek nem çekme özelliklerinden dolayı yaygın biçimde kullanılması sağlanır. Lifin incelik ve uzunluğu ayarlanarak çok ince iplikler üretilir.
Poliester/yün ‘den üretilmiş dokumalar oldukça hafiftir ve özellikle yazlık elbiseler için uygundur. Viskoz /poliester karışım oranı %70’tir.Bu karışım elbiselik ve erkek pantolon çok kullanılır. %50/50 pamuk/poliester karışımları genellikle gömleklik kumaşlar, yatak çarşafları için kullanılır. Bu karışım iyi katlanabilme, çekme ve sürtünme mukavemetleri ile hijyenik özellikleri birleştirirler. Yalnız bu karışımlarda yıkama işlemi sırasında suyun sıcaklığı düşük olmalıdır çünkü kalıcı kıvrımlar oluşabilir ve bu kıvrımlar ütü ile de açılamayabilir.
KARIŞIM LİFLERİNİNİ GEREKLİLİĞİ
‘Karışım’ terimi, iplik üreticileri tarafından, iki ya da daha fazla iplik çeşidinden komponent liflerin karışımıyla oluşmuş iplikleri, tek bir ipliğe dönüştürülmesini tanımlamak için kullanılır. Boyacı için “karışım” ifadesi, her biri farklı boyama özelliklerine sahip iki veya daha fazla sayıda lifi içeren elyaf karışımıdır. Karışımların hepsi, eğirme için kabul edilebilir özelliklere sahip olmak zorundadırlar. Önemli faktörler relatif çaplar, kesikli uzunluklar ve mevcut liflerin yaygınlığıdır. Yanlış karışım, komponent lif tiplerinin düşük mukavemete sahip olmasına neden olur. Karışımdaki komponentlerin her biri kendine özgü karakteristik boyama özelliklerine sahiptir. Karışım kesikli iplikler, tekstil endüstrisinde, homojen kesikli lif ve ipliklerin yan yana bükük tipleri önemli derecede kullanılır.
Sentetik lif karışımları, özellikle poliester karışımları, selüloziklerle karışımlarında büyük miktarlarda üretilirler. Bunlar; gömleklikler, elbiseler, dış giyim, yağmur giysilerinde, iş giysileri ve ev tekstillerinde kullanılır. Poliester/yün karışımları ise takım elbiselerinde, elbiseler ve dış giysilerde, el örmelerde, örme giysilerde kullanılmaktadır. Halılar, nylon/yün karışımında geniş yer tutar. Karışım iplikler, yıllardan beri rahatlık, hacimlilik ve dayanıklılık gibi özellikler kazandırmak için dokuma kumaşlarda kullanılır.Komponent ipliklerin kontrast boyanabilirliği, çekici efektler verebilme özelliği, halılarda, örme mamüllerde kullanılabilirlik olanaklarını arttırmaktadır. Bitim işlemi yapılmış kumaşlar, yumuşaktır ama güçlü değildirler. Özellikle, yüksek mukavemet, dayanıklılık, nem absorbsiyonu istenilen durumlarda yararlıdırlar.
LİF KARIŞIMLARININ GENEL ÖZELLİKLERİ
Boyama işleminin sağlıklı olabilmesi için karışımı oluşturan liflerin boyama açısından bazı özelliklerinin bilinmesinde yarar vardır. Liflerin hidrofilite ve iyonite durumları boyama sonucunu yakından etkilemektedir.Genel bir sınıflama yapılacak olursa, lifler hidrofob ve hidrofil olmak üzere iki ana gruba ayrılabilir;
1-Hidrofil Lifler:
A--Selüloz esaslı olanlar (pamuk, keten ve rejenere selüloz lifleri)
B-Protein esaslı olanlar (yün, ipek, tiftik ve rejenere protein lifleri)
2-Hidrofob Lifler: Poliester, poliakrilnitril, poliamid, asetat, triasetat, poliüretan
Boyacı açısından liflerin önemli olan bir diğer özellikleri de boyama ortamındaki iyoniteleri olup, üç gruba ayrılabilir:
1-İyonik Olmayan Lifler: Poliester, asetat, triasetat ve selüloz lifleri (selüloz lifi daha önce gördüğü işleme göre az da olsa anyonik özellik gösterir.)
2-Anyonik Lifler: Poliakrilonitril
3-Katyonik Lifler: Yün, ipek, poliamid
İyonite ve hidrofillik açısından yapılan bu gruplandırma kesin olmayıp, liflerin daha önce gördüğü işlemlere ve boyama şartlarına göre özellikleri değişebilmektedir. Bu özelliklerin dışında boyama sonucunu, lifi oluşturan makromolekül arasındaki bağların cins ve yoğunluğu, molekülün içerdiği amorf ve kristalin bölge miktarı da yakından etkilemektedir.Liflerde olduğu gibi boyarmaddeleri de boyama koşullarındaki iyonitelerine göre gruplandırabiliriz:
1- İyonik Grup İçermeyen Boyarmaddeler (suda çözünmeyen): Pigment, dispers ve bazı 1:2 metal kompleks boyarmaddeler.
2-Anyonik Grup İçeren Boyarmaddeler: Direkt, asit, reaktif, krom, 1:1 metal kompleks, küp/loyko ester, suda çözünen kükürt gibi.
3-Katyonik Grup İçeren Boyarmaddeler: Bazik boyarmaddeler
A LİFLERİ (TÜM TONLARDA ASİT BOYARMADDELERİ İLE BOYANANLAR)
1-Yün ve diğer hayvansal lifler,
2- İpek,
3-Nylon homo polimeri
4-Asit boyarmadde ile boyanabilir nylon varyantları
5-Poliüretan lifleri
6-Asit boyarmadde ile boyanabilir polipropilen
7-Asit boyarmadde ile boyanabilir akrilik ve modakrilik
B LİFLERİ (TÜM TONLARDA BAZİK BOYARMADDELER İLE BOYANANLAR)
1-Bazik boyarmaddeler ile boyanabilir akrilik ve modakrilik
2-Bazik boyarmaddeler ile boyanabilir nylon
3- Bazik boyarmaddeler ile boyanabilir poliester
C LİFLERİ (TÜM TONLARDA SELÜLOZİK ELYAFI BOYAYAN BOYARMADDELER İLE BOYANANLAR)
1-Pamuk
2-Viskon
3-Lyocell, modal ve polinozik lifler
4-Keten ve diğer bast lifleri
D LİFLERİ (TÜM TONLARDA DİSPERS BOYARMADDELERLE BOYANANLAR)
1-Selüloz Asetat
2-Selüloz Triasetat
3-Poliester Homopolimeri
4-Polivinil klorür lifleri
Dünyada çapında, büyük miktarda yengeç ve karides gibi, kabuklu su ürünlerinin kabukları değerlendirilmeden çevreye atılmaktadır.
- Günümüz artan çevre yasaları ile birlikte atıkların yeniden değerlendirilmelerinin gündeme gelmesiyle birlikte, bu kabuklardan yeni ürünler elde edilmeye başlanmıştır.
- Bu ürünlerin başında kitin gelmektedir.
- Kitin, dünyada selülozdan sonra ikinci en yaygın biopolimerdir.
- Kitinin başlıca türevi olan kitosan, birçok sektör gibi tekstil işlemlerinde de geniş kullanım olanağına sahiptir.
Dünya çapında, deniz ürünleri üreticisi şirketler tarafından büyük miktarda yengeç ve karides kabuğu değerlendirilmeden çevreye atılmaktadır. Özellikle son yıllarda atıkların yeniden değerlendirilmelerinin gündeme gelmesiyle birlikte, kabuklu su ürünleri çürümeye bırakılmak yerine kimyasal veya biyolojik yöntemlerle yeniden değerlendirilmekte ve yeni ürünler elde edilmektedir.
Bu şekilde edilen ürünlerin başında kitin ve bir türevi olan kitosan gelmektedir. Doğal bir biyopolimer olan kitosan, özellikte son 50 yıldır araştırmacılar için ilginç bir materyal olarak yerini korumaktadır.
- Kitine göre birçok avantaja da sahip olan kitosan başta gıda, kozmetik, ziraat, tıp, kâğıt ve tekstil olmak üzere birçok endüstri dalında kullanım alanı bulmuştur.
Tekstil terbiyesi işlemleri esnasında çok miktarda su ve enerji tüketilmektedir. Bununla birlikte atık suya terk edilen boyarmaddeler ve yardımcı maddeler de kirletici etki göstermektedir. Kirlilik ve atık suyun rengini gidermek için kullanılan kimyasal maddeler ise ek bir kirliliğe yol açmaktadır. Tüm bu unsurlar, gittikçe katılaşan çevre kanunları için tehdit edici bir unsur oluşturmaktadır. Bu nedenle, tekstil endüstrisinde toksik özellikte ve atık su yükü oluşturan kimyasal maddelerin yerini alabilecek yeni madde arayışları devam etmektedir.
Doğada bulunan kaynaklardan bol miktarda elde edilebilen bir biyopolimer olan kitosan,
- Canlılara karşı toksik özelliğinin olmaması,
- Biyolojik olarak parçalanabilirliği,
- Biyouyumluluğu,
- Kimyasal ve fiziksel özellikleri
Bakımından diğer biyopolimerlere göre üstün özellikler göstermesi nedeniyle birçok endüstri dalı gibi tekstil endüstrisi içinde uygun bir madde olarak karşımıza çıkmaktadır.
KİTİN VE KİTOSAN
Su ürünleri işleme fabrikalarında değerlendirilemeyen kabuklu katı ve sıvı atıkları büyük bir potansiyel oluşturmaktadır. ABD’de bulunan katı atıkların % 1050’sini kabuklu su ürünleri işleme artıkları oluşturmaktadır. Bu artıklar dünyada yaklaşık 5x10 6 tona kadar ulaşmaktadır. Su ürünleri işleme fabrikalarının artıkları deniz, akarsu vb. gibi ortamlara döküldüğünde, kirlilik gibi çok önemli bir soruna yol açmasının yan ı sıra çevre açısından da büyük bir risk oluşturmaktadır.
Türkiye açısından bakıldığında ise yıllık ortalama olarak, karides için 6383-6890, istiridye için 2741-2840, midye için 6328-1800 ton atık ortaya çıkmaktadır. Ancak ne yazıktır ki, Türkiye’de kabuklu deniz ürünleri işleme artıkları yeterince değerlendirilememektedir.
Kabuklu su ürünleri işleme artıkları katı ve sıvı olmak üzere iki şekilde incelenmektedir.
- Katı artıklarından kitin ve türevleri,
- Sıvı artıklarından ise çorba ve kabuklu konsantreleri
Elde edilmektedir.
Doğal ve toksik olmayan bir biyopolimer olan kitin ve kitosan, başlıca yengeç ve karides kabuklarından elde edilmektedir.
Bunun yan ısıra, böcekkabukları da kitin kaynağı açısından oldukça zengindir. Böcekkabuklarında yaklaşık % 23,5 oranında kitin bulunurken bu oran yengeç ve karideste sırasıyla % 17 ile % 32 arasındadır. Karides kitinlerinde % 6.29, yengeç kitinlerinde ise % 6.24 oranında azot bulunmaktadır.
- Kitosan, kitinin de asetillenmesi sonucu elde edilen bir polisakkariddir.
- Kitin, selülozdan sonra dünyada en yaygın olarak bulunan ikinci biyopolimerdir.
- Yengeç, karides gibi kabuklu su ürünlerinin ana bileşeni olup, böceklerin iskeletinde ve mantarların hücre duvarlarının yap ısında da bulunmaktadır.
Kitinin birçok türevi bulunmakla beraber en önemlisi kitosandır. Kitosan, ilk kez 1811 yılında Henri Bracannot tarafından bulunmuştur. Bracannot, mantarlarda bulunan kitini sülfürik asitte çözmeye çalışmış ancak başarılı olamamıştır. 1894’de Hoppe-Seyler, kitini potasyum hidroksit içerisinde 180oC’de işleme sokmuş (deasetilleme) ve asetil içeriği azaltılmış bir ürün olan“Kitosan”ı elde etmiştir.
1934 yılında kitosan’dan film üretimi ve lif eldesi konusunda olmak üzere iki patent alınmıştır. Aynı yıl, Clark ve Smith tarafından çok iyi oryante olmuş kitosan lifi üretimi de başarı ile gerçekleştirilmiştir.
Kitin ve kitosan hakkındaki ilk kapsamlı yayın, 1977 yılında Muzarelli tarafından yapılmıştır. Daha sonra bu konuda çeşitli uluslararası sempozyumlar ve araştırmalar ile devam eden incelemeler günümüze kadar gelmiştir. Bu çok yönlü materyallerin yeni uygulama alanlarını bulmaya ve uygulamaya yönelik akademik ve endüstriyel araştırmalar halen kapsamlı ve yoğun bir şekilde devam etmektir.
Genel olarak bakıldığında, yengeç, ıstakoz ve karides gibideniz hayvanlarının kabuk kısmı % 30-40 protein, % 30-50 kalsiyum karbonat ve kalsiyum fosfat ile % 20-30 kitinden oluşmaktadır.
Kabuklu deniz hayvanlarının yapısındaki protein bazı insanlarda alerjiye sebep olabilmektedir.
Dolayısıyla, proteinin tamamen uzaklaştırılması özellikle biyomedikal uygulamalarda kullanımı açısından son derece önemlidir. Bu amaçla, kitinin protein kompleksindeki kovalent bağlar koparılmakta ve yapılan işleme deproteinizasyon denilmektedir. Ancak kullanılan kimyasal maddelerin biyopolimeri de depolimerize etme tehlikesi nedeniyle işlem esnasında dikkatli olmak gerekmektedir.
Kitosan’ın Kullanım Alanları
Kitosan günümüzde;
- Tıptan gıdaya,
- Ziraattan kozmetiğe,
- Eczacılıktan atık su arıtımına
- Tekstil sektörüne
Kadar sayısız alanda kullanılabilmektedir.
Kitosan çeşitli ülkelerde büyük ölçüde kullanılmasına karşın ülkemizde bu oran daha düşüktür. Tekstil sanayinde de birçok amaç için kullanılmaktadır.
Bunlar arasında;
- Antimikrobiyal özellik kazandırması,
- Yünlü kumaşlarda çekmezlik sağlaması, -
- Reaktif boyamada tuz miktarını azaltması,
- Pamuğun asit boyarmaddelerle boyanabilirlik kazanması,
- Antistatik özellik kazandırması,
- Deodorant maddesi olarak kullanılması,
Sayılabilmektedir. Ayrıca, kitosan ile diğer liflerin karışımından üretilen çeşitli antimikrobiyal lifler de bulunmaktadır.
Bunlara örnek olarak;
- Crabyon (kitosan ve viskon karışımı, TEC SERVICE),
- chitopoly (kitosan ve polinozik lif karışımı(Fuji)
Verilebilmektedir.
Kitosan, medikal tekstillerde oldukça önem kazanmıştır. 1960'ların ortalarından beri Japonya başta olmak üzere pek çok Asya ülkesinde bu konuda çalışmalar yapılmaktadır. Özellikle yara tedavisinde doku sağlanması için kitosan oldukça yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.
Kitosan medikal alanda;
- Yapay deri,
- Cerrahi dikiş iplikleri,
- Yapay kan damarları,
- Kontrollü ilaç salımı,
- Kontakt lens yapımı,
- Yara bandı,
- Sargı bezi,
- Kolestrol kontrolü (yağ bağlayıcı),
- Tümör inhibitörü, antifungal, antibakteriyal ve hemostatik etki göstermesi vb.
Şeklinde sıralanabilmektedir.
In-vivo testler, kitosanın insan vücuduna herhangi bir yan etkisi bulunmadığını göstermiştir. Kitosan, tablet olarak kullanılması halinde tükürük veya midede bulunan lipaz enzimi tarafından parçalanabilmektedir. Parçalanma sonucunda amin şekerleri gibi toksik özellikte olmayan ürünler açığa çıkmaktadır.
Kitosan diğer yandan kolestrol düşürücü etkiye de sahiptir. Polikatyonik yapısı nedeniyle negatif yüklü lipidler ile etkileşime girerek kolestrolü düşürmektedir.
TEKSTİL TERBİYESİNDE KİTOSAN KULLANIMI
Tekstil sanayinde kitosan kullanımı; lif üretimi ve tekstil terbiye işlemleri olarak iki ana kategoriye ayrılmaktadır: Kitin ve kitosanın film olarak kullanımları da bulunmaktadır.
Kitin ve Kitosan Lifleri
Kitin ve kitosan lifleri uzun yıllardır bilinmektedir. Kitin ilk olarak, yapay ipek lifleri üretiminde hammadde olarak kullanılmıştır. Ardından, 1920 ve 30’lu yıllarda kitosan lifleri üretimi için birçok çalışma yapılmıştır. Ancak bu çalışmalar, lif sanayiinde yeni bir çağın başlangıcı olan yıllarda naylonun bulunması ile yarıda kalmıştır.
1970’li yıllardan itibaren yenilenebilir kaynaklar araştırılmaya başlanmıştır. Bu sırada kitin ve kitosan üzerinde tekrar yoğunlaşılması ile birlikte yeni özellikleri keşfedilmiştir:
- Biyolojik olarak parçalanabilirliği,
- Toksik olmaması,
- Polikatyonik
Özellik göstermesi nedeniyle ağır metalleri bağlayabilmesi gibi çevre açısından birçok avantajı da ortaya çıkartılmıştır. Tüm bu özellikleri nedeniyle son yıllarda kitin ve kitosan üzerinde yapılan araştırmalar artarak devam etmektedir.
Bilindiği gibi tüm kimyasal lifler, eriyikten lif çekimi ve çözeltiden lif çekimi şeklinde elde edilmektedir. Kitin ve kitosan, yapılarındaki hidroksil, asetamid, amino grupları sebebiyle oldukça güçlü bağlar içermektedir.
- Bu nedenle erime noktaları da oldukça yüksektir. Dolayısıyla lif çekim yöntemlerinden eriyikten lif çekimi uygun değildir.
- Diğer yandan, her iki polimerde güçlü polar gruplar nedeniyle yalnızca polar çözgenler içerisinde yüksek kaynama sıcaklıklarında çözünebilmektedir. Kuru lif çekiminde de lif çekimi esnasında çözgenin buharlaştırılması esasına dayandığı için bu yöntem uygun olmamaktadır.
Bu nedenle;
- Kitosan için en uygun lif çekim yöntemi yaş lif çekim yöntemidir.
Kitinden lif çekimi yapmak için stabil bir lif çekim çözeltisi hazırlamak gerekmektedir.
Kitosan Lifleri Üretimi
Kitosan, kitine kıyasla daha kolay çözünebilmektedir. Kitosan liflerinin üretimine ilişkin ilk çalışma 1980 yılında yapılmıştır. Lif üretimi için % 3’lük kitosan, % 0,5’lik asetik asit içinde çözülmüş ve düzelerden geçirildikten sonra % 5 NaOH banyosu içerisine gönderilmiştir. Bu şekilde 2.44 g/den mukavemet ve % 10.8kopmauzamasına sahip lifler elde edilmiştir.
- Benzer proses, % 3’lük kitosan % 1 asetik asit çözeltisi içerisinde % 2 Nalaurilsülfat ilave ederek elde edilmiştir.
- Ayrıca çözgen olarak diklorasetik asit ve koagülant olarak CuCO3-NH4OH kullanılarak da kitosan lifleri elde edilmiştir.
- Başka bir çalışmada, kitosan için çözgen olarak üre-asetik asit karışımı denenmiştir. Koagülasyon banyosu % 5 NaOH’dan oluşmaktadır. Bu şekilde 3,2 denye, 12,2 g mukavemet ve % 17,2’lik kopma uzamasına sahip lif elde edilmiştir.
- Bir başka arge de çözgen olarak % 2 asetik asit kullanarak yaş lif çekim yöntemine göre kitosan lifleri elde edilmiştir. Çalışmada çapraz bağlayıcı olarak kullanılan epiklorhidrin konsantrasyonunun lifin mekanik, termal ve morfolojik özellikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Deney sonuçlarından, epiklorhidrin konsantrasyonunun artması ile şişme özelliklerinin azaldığı, konsantrasyondaki değişimin lifin mekaniki özellikleri üzerine önemli bir dezavantaj yaratmadığı ve lif özellikleri bakımından en iyi epiklorhidrin konsantrasyonunun 0.05 M olduğu belirlenmiştir.
- Bir başka arge de, farklı aldehitler ile kitosan reaksiyona sokularak kitosan lifleri elde edilmiştir. Viskoz yöntemine göre elde edilen liflerde koagülasyon için NaOH ve Na2SO4 karışımı kullanmıştır. Elde edilen liflerin tekstil endüstrisinde kullanımı bakımından fiziksel özelliklerinin iyi olduğu belirlenmiştir.
- Bir başka arge de, kitosan asetik asit içerisinde çözülmüş ve çeşitli koagülasyon banyolarında (bakır sülfat + amonyak çözeltisi, etilen glikol + NaOH ve Na2SO4 veya sodyum asetat içeren çözeltiler) koagüle edilmiştir. Araştırmacılar, kitosanı tropokollajen ile işleme sokarak modifiye kitosan liflerini elde etmişlerdir. Tropokolajen(% 50) ve kollajen, üçlü heliks yapısında peptid zincirinden oluşmakta ve bağlayıcı dokularda bulunmaktadır. Aynı zamanda kan için de uyumlu hale getirilmiş olan bu lifler, insan ve hayvanlar için yapay doku ve sargı bezlerinde kullanımı için uygun hale getirilmiştir.
- Bir başka arge de, suda çözünebilir kitosan türevi elde edilmiş ve daha sonra bundan lif çekimi yapılarak sargı bezi üretiminde kullanılmıştır. Bu liflerden sargı bezi ürettikten sonra bir hafta süreyle hastalar üzerinde deneme yapılmıştır. Denemeler sonucunda dokulara çok uyumlu yapıya sahip kitosanın, diğer liflerden üretilen sargı bezlerine kıyasla daha hızlı iyileşme sağladığı görülmüştür. Ayrıca kitosanın cilt rejenerasyonunu kuvvetlendirdiği de belirlenmiştir.
- Bir başka arge de, elektrospinning yöntemi ile kitin ve kitosan lifleri elde edilmiştir. Bilindiği gibi elektrospinning yönteminde, polimer çözeltisine yüksek voltaj uygulanmakta ve elektriksel olarak yüklenmiş jetler oluşturulmaktadır. Bu jetler daha sonra kurutulmakta, bir levha üzerinde toplanmakta ve böylece nanolif üretilmektedir. Nanolifler, yüzey alanlarının büyük olması ve son derece yüksek gözenekli yapıları sebebiyle çeşitli kullanım alanlarına sahiptir. Ağırlıkça % 3-6 kitin ve HFIP (1, 1, 1, 2, 2, 2-hekzafloro-2-propanol) çözgen olarak kullanılarak, elektrospinning yöntemi ile elde edilen lifler, daha sonra % 40 NaOH ile de asetillemeye tabi tutulmuş, yıkandıktan sonra, vakum altında kurutulmuş ve kitosan nanolifleri elde edilmiştir. Bu yöntem ile farklı deasetilleme derecelerine sahip lifler de elde edilmiştir. Bunun için çözgen olarak % 2-4’lük asetik asit, li çöktürme banyosu olarak da CuSO4-NH4OH veya CuSO4-H2SO4 karışımı kullanılmıştır. Elde edilen lif, bakır-kitosan karışımı şeklinde olup sonraki aşamalarda bakırın uzaklaştırılması ile geriye sadece kitosan lifi kalmaktadır. Yapılan çalışmaların genel bir sonucu olarak, kitosan lifleri için en ideal çöktürme banyosu bileşiminin NaOH ve Na2SO4 karışımı olduğu saptanmıştır.
Kitosan pahalı bir materyal olduğu için sadece özel amaçlı lif olarak kullanılmaktadır.
Başlıca kullanım alanı, antimikrobiyal ve yara iyileştirme olmak üzere tıbbi tekstillerdir.
Pamuk Boyamacılığında Kitosan Kullanımı
Kitosan asidik koşullarda katyonik yapıda olması nedeniyle direkt, asit ve reaktif boyarmaddeler gibi anyonik boyarmaddeleri elektrostatik çekim kuvvetleri sayesinde kolayca absorplayabilmektedir. Pamuklu kumaşların üretimi ve boyanmasında bazı pamuk lotları boyama problemlerine neden olmaktadır. Pamuk, boyarmaddeyi düzgün bir şekilde absorplayamamakta ve açıklı koyulu renkler ortaya çıkabilmektedir.
Olgunlaşmamış pamuk liflerinde bulunan ve neps adı verilen küçük düğümcükler boyarmaddeyi olgun pamuk lifleri kadar iyi alamamaktadır. Bunun sonucunda, çok açık renkte boyanmakta veya renksiz benekler şeklinde gözükmektedir. Olgunlaşmamış pamuk hastalık, böcek etkisi, prematüre tarım ve uygun olmayan hava koşulları gibi çeşitli nedenlerden kaynaklanmaktadır.
Yün Terbiyesinde Kitosan Kullanımı
Yün liflerinin istenmeyen özelliklerinin başında “keçeleşme” özellikleri gelmektedir. Keçeleşme, sulu ortamda mekanik etki sonucunda liflerin iç içe girmesi sonucunda meydana gelmektedir. Bu durum, keçe üretiminde avantaj olarak karşımıza çıkarken giysi formundaki yünlü mamullerde özellikle çekme eğilimleri nedeniyle istenmeyen bir durumdur.
Keçeleşmeye yün liflerinin üzerinde bulunan pulcuk tabakası neden olmaktadır. Yün liflerinin üst yüzeyinde yer alan pulcuklar, herhangi bir mekanik etki altında kökten uca ve uçtan köke doğru farklı sürtünme dirençleri göstermekte ve bu durum liflerin tek yönde hareket etmelerine yol açmaktadır.
Pulcukların yün lifi üzerinde lif ucuna doğru düzenlenişinin bir sonucu olarak, lifler daima kök yönüne doğru hareket etme eğilimindedir. Her iki yöndeki sürtünme dirençleri arasındaki farklılık, liflerin keçeleşme yeteneği hakkında bir ölçek oluşturmakta ve buna “yönlenmiş sürtünme etkisi” denilmektedir.
Yönlenmiş sürtünme etkisi = Uçtan köke sürtünme katsayısı - Kökten uca sürtünme katsayısı şeklinde belirtilmektedir.
Yünlü mamulleri makinede yıkanabilir hale getirmek için çeşitli keçeleşmezlik bitim işlemleri uygulanmaktadır. Bunlar,
- Parçalayıcı yöntemler (kimyasal modifikasyon),
- Katma yöntemler (fiziksel modifikasyon),
- Kombine yöntemler (Klor-Hercosett yöntemi)
- Yeni yöntemler (oksidasyon+enzim, plazma)
Olmak üzere dört ana grup altında toplanabilmektedir.
Yün liflerine çekmezlik kazandırmada uygulanan ene ski yöntemlerden birisi Klor-Hercosett yöntemidir. Bu yöntemin en büyük sakıncalarının başında, atık suda AOX yükü oluşturması gelmektedir. Son yıllarda artan çevre yasaları nedeniyle bu tür maddelere çeşitli kısıtlamalar getirilmiş ve çevre dostu yeni yöntem arayışları başlamıştır. Klorlamaya alternatif olarak permonosülfat, enzimatik işlemler ve plazma gibi ekolojik yöntemler önerilmektedir. Bunun yanında yün lifleri, pul tabakasının üzerini kaplamak amacıyla çeşitli polimerlerle de işlem görmektedir. Bu konuda önem kazanan polimerlerden birisi de kitosandır.
Yünlü mamullerde sentetik polimerlerin yerine kitosan biyopolimeri kullanımıyla başta kimyasal ve biyolojik uyumluluğu olmak üzere diğer polimerlere göre pek çok avantajı da ön plana çıkmaktadır.
Kitosan yün liflerine uygulandığında, lif yüzeyindeki pul tabakası polimerle kaplanmakta ve liflerin farklı yönlere hareket etme istekleri kısıtlanmaktadır.
Yünlü kumaşa kitosan aplike edildiğinde, yüzeyi kitosan ile kaplanmakta ve bir tabaka oluşmaktadır. Boyama sırasında, lif yüzeyinde bulunan kitosana amin grupları üzerinden bağlanan boyarmadde zamanla life doğru migrasyona uğramakta ve boşalan kısımlara yeniden boyarmadde anyonları bağlanarak daha fazla miktarda boyarmadde life bağlanmaktadır. Görüldüğü gibi, kitosan ile işlem görmüş yünde boyama mekanizması, sadece lif içine doğrudan difüzyon ile gerçekleşmemekte bunun yanında başka olasılıklar da bulunmaktadır. Kitosan işlemli yünde boyarmaddenin bağlanabileceği grup sayısı daha fazla olduğu için, işlem görmemişe göre boyarmaddeyi daha hızlı bir şekilde almaktadır. Aynı zamanda, yüzeydeki kitosan da, boyamanın ileri aşamalarında boyarmaddenin life migrasyonunu da kolaylaştırmaktadır.
Antistatik Bitim İşleminde Kitosan Kullanımı
- Poliamid, poliester, poliakrilnitril gibi hidrofob yapıdaki sentetik lifler suyu veya nemi absorplamamakta ve sürtünme sonucunda da statik elektriklenme meydana gelmektedir.
Statik elektriklenme; elektrik şokuna, liflerin kirlenmesi, bilgisayar gibi elektronik aletlerin bozulması gibi birçok olumsuzluklara yol açmaktadır.
Yapılan araştırmada yüksek nem tutma kapasitesine sahip kitosanı antistatik madde olarak kullanılması denemiştir. Bu amaçla ilk olarak PES kumaşlar alkali ön işlemine tabi tutulmuş ve ardından kitosan/malonik asit karışımı ile muamele edilmiştir. Sentetik liflerin hidrofil bir polimer olan kitosan ile işlemi sonrası statik elektriklenme ile yüklenmesinin azaltılabildiği görülmüştür.
Tekstil Baskıcılığında Kitosan Kullanımı
Kitosanın pigment baskıda kombine binder ve kıvamlaştırıcı olarak kullanımı araştırılmış Molekül ağırlığı 171,000 olan kitosan ticari bir pat sistemi ile kıyaslanmıştır. Kitosan baskı patı, öncelikle kitosanı seyreltik asit içinde çözmek ve ardından pigment ilave edilerek homojen dispersiyon elde edilinceye kadar karıştırma şeklinde elde edilmiştir. Poliester ve poliester/pamuk kumaşlar kitosan pigment baskı patı ile basılmış ve oda sıcaklığında kurtulduktan sonra 150oC’de 6 dk fikse edilmiştir.
Kitosan ile hazırlanan baskı patı ile basılmış kumaşların renk haslıkları bakımından diğer sistemle basılan kumaşlara göre oldukça iyi sonuçlar verdiği görülmüştür. Çalışmadaki tek olumsuzluğun, renk verimi açısından kitosan ile hazırlanan patın biraz daha düşük sonuç vermesidir. Bu durumun, kitosan patı içindeki pigment dispersiyonunun stabilitesinin daha düşük olmasından ileri gelebileceği düşünülmekte ve çalışmaların bu yönde geliştirilmesi yönünde devam edeceği ifade edilmektedir.
Kitosanın Haşıllama Maddesi Olarak Kullanımı
Yapılan araştırmada, haşıl maddesi olarak kitosanın kullanılabilirliğini ve parçalanması araştırılmıştır. Daha önce de ifade edildiği gibi, kitosan iyi bir film oluşturma özelliğine sahip olduğu için haşıl maddesi olarak kullanılmıştır. Ancak haşıl maddesi olarak kullanılan kitosanın daha sonra sökülmesi de sorun oluşturabileceğinden bu konuda da çalışmalar yapılmıştır. Haşıl sökülmesi için selülaz, xylinaz, pektinaz, papain gibi enzimler denenmiştir. İkinci bir yöntem olarak Van-Slyke parçalanması denenmiştir.
Eriyikten lif çekme; basit, üretim kirliliğine yol açmayan ve ekonomik bir yöntem olup filament üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.
- -Cips halinde besleme cips besleme hunisinde gerçekleşir.
- Cips ısının etkisiyle ekstruder içinde faz değiştirerek eriyik hale gelir ve ekstruder vidası tarafından ön filtreleme bölgesine doğru sevk edilir.
- Ön filtrelemede kaba filtre kullanılarak eriyik içerisindeki büyük parçalı tortular ve yabancı maddeler uzaklaştırılır.
- Daha sonra eğirme kafasına gelen eriyik haldeki polimer pompalar tarafından filtrelere gönderilir.
- Eriyik haldeki polimer filtreler sayesinde hassas bir şekilde yabancı maddelerden temizlenerek düzelere sevk edilir.
- Daha sonra düze deliklerinden dışarıya çıkar.
- Düzeden çıkan polimer soğutma kabinindeki soğuk ve kontrollü hava akışı ile katılaşmaya başlar.
- Her bir düzeden birbirlerine paralel şekilde çıkan filamentler soğutma veya katılaştırma işleminden sonra bir araya getirilir. Filamente anti-statik özellik vermek amacıyla yüzeyini tamamen kaplayacak şekilde bitim yağı verilir. Bu sayede, flamenti oluşturan her bir monoflamentin birbirine tutunabilmesi sağlanmaktadır.
- Eğer ihtiyaç duyulursa, basınçlı hava ile filamentlerin belirli aralıklarla bir araya gelmeleri sağlanır. Bu işleme “puntalama” denilmektedir.
- Daha sonra “godet” adı verilen çekim silindirlerinde çekme işlemine tabi tutulan filamentler bobine sarılır.
Flamentlerin bobine sarım hızı, onların kullanım yerini belirlemektedir. Farklı sarım hızlarında üretilen flamentlerin sınıflandırılması flamentlerin oryantasyon derecesine göre yapılmaktadır. Çünkü sarım hızının artmasıyla birlikte filament içerisindeki amorf bölge oranı azalmakta kristallin bölge oranı artmaktadır. Yapısında kristalin bölge oranının artması flamenti daha kararlı ve daha mukavemetli hale getirmektedir. PES filament baz alınarak, sarım hızlarına göre tanımlanmış farklı yapı ve özellikteki iplikler aşağıda verilmiştir.
-LOY (Low Oriented Yarn) 1000-1800 m/min (m/dk) hızla üretilmiş ipliktir. Düşük oryante olmuş sürekli filament iplik olarak adlandırılmaktadır. Moleküllerin oryantasyonu çok düşüktür.
MOY (Medium Oriented Yarn) 1800-2800 m/dk hızla üretilmiş ipliktir. Moleküller kısmen oryante olmuştur.
POY (Partially Oriented Yarn) 2800-4000 m/dk hızla üretilmiş ipliktir. Kısmi oryante olmuş sürekli filament iplikler olarak isimlendirilmektedir. MOY ipliklere göre moleküler oryantasyon daha yüksektir. Bu iplikler, çekim veya tekstüre işlemi uygulanarak piyasaya sunulur.
HOY (Highly Oriented Yarn) 4000-6000 m/dk sarım hızlarında üretilmiş ipliktir. Moleküller yüksek oranda oryante olmuş durumdadır.
FOY (Fully Oriented Yarn ya da FDY (Fully Drawn Yarn (Tamamen çekimli iplik)) 6000 m/dk ve üzerindeki hızlarında üretilmiş ipliktir. Moleküller tamamiyle oryante olmuş durumdadır)
Sahip oldukları düşük filament inceliklerinden dolayı mikrofilamentlerin eriyikten çekim yöntemiyle üretilmesi aşamasında aşağıdaki problemler yaşanabilmektedir.
- Filament kopması,
- Filament boyunca kalınlık değişimi,
- Düze tıkanması
İplik yapısındaki flamentlerde kalınlık farklılığı. Mikroflamentler konvansiyonel flamentlerden daha düşük filament inceliğine sahip olduğu için eriyikten çekim yöntemi sırasında aşağıdaki önlemlerin alınması gerekmektedir.
Yüksek sıcaklıklarının uygulanmasıyla polimer viskozitesinin düşürülmesi,
Homojen bir soğutmayı garanti edecek eğirme düzesi yerleşiminin sağlanması,
Soğutma oranının kontrol edilmesiyle düze altındaki ortam sıcaklığının optimizasyonunun gerçekleştirilmesi,
Flamentlerin bir araya getirilmesinin düzeye yakın olması,
Çekim kuvvet kontrolü ile fiamentlere uygulanan çekimin optimizasyonu,
Dengeli polimer geçişi için eriyik polimerin extrüderden çıkış hızının düşük olması,
Hassas filtre işleminin uygulanmasıyla polimerin temizliğinin sağlanması.
Mikroflamentlerin eriyikten çekim yöntemiyle üretilmesi farklı uygulama alanlarına göre gerçekleştirilmektedir. Yüksek hızlarda ve FDY mikroflament iplikler dokuma kumaşların üretilmesinde kullanılmaktadır. Mikroflamentlerden örgü kumaşların üretiminde ise POY mikroflamentlere çekim ve tekstüre işlemleri uygulanarak gerçekleşmektedir. Yalancı büküm tekstüre tekniği, ipliğe kazandırmış olduğu elastikiyet ve hacimlilik sayesinde özellikle PES filament ipliğinin tekstüre edilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Mikroflament ipliklere hacim kazandırmak amacıyla ise yalancı büküm tekstüre metodu kullanılmaktadır.
Sentetik liflerin gelişimiyle beraber çok ince liflerin yapımı da günümüzde mümkün hale gelmiştir. Konvansiyonel olarak üretilen liflerden çok daha ince olan mikroliflerin önemi sağladığı fiziksel ve konfor özellikleri ile gittikçe artmaktadır. Daha çok polyester, naylon, polipropilen, akrilik ve viskozdan üretilen mikroliflerin üretim yöntemleri geliştirilmiş ve birçok kullanım alanı bulmuştur.
Mikroliflerin gelişimi 60'lı yıllarda Japonya'da başlamıştır. İlk mikrolif, Toray Industries şirketinin Tekstil Araştırma Laboratuarında kimyager olan Dr. Miyoshi Okamoto tarafından 1960'lı yılların ortalarında süet benzeri deri malzeme şeklinde sunulmuştur.
Asahi, Kanebo, Kuraray, Mitsubishi, Rayon, Toray, Teijin, Du Pont, Lenzing gibi firmalar tarafından mikrolif üretimi gerçekleştirilmektedir.
En çok üretilen insan yapımı mikrolifler polyester, naylon, polipropilen, akrilik ve viskozdan oluşmaktadır. Mikrolifler kullanım amacına bağlı olarak kesiksiz filament veya kesikli stapel şeklinde üretilmektedir. Mikrolifler, konvansiyonel lifler ile karşılaştırıldıklarında kumaşlara lüks görünüm, iyileştirilmiş fiziksel ve tutum özellikleri ve yüksek seviyede giyim konforu sağlamaktadır. Bu nedenle, son yıllarda mikroliflere karşı artan bir eğilim bulunmaktadır. Mikrolifler yüksek kalitedeki giysiler, abiye kıyafetler, spor giyim, ev tekstilleri, endüstriyel ürünler gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Mikrolif teriminin tanımlanmasında genellikle lif çapı veya dtex veya denye olarak filament numarası göz önüne alınmaktadır. Buna göre, 0,1-1,0 dtex aralığındaki lifler mikrolif olarak tanımlanmaktadır. 0,1 dtex değerinden daha ince lifler ise, süper mikrolif olarak adlandırılmaktadır.
Mikrolif yünden 40 kez, pamuktan 30 kez, ipekten 10 kez daha incedir.
Mikrolif üretimi sürekli filament ve kesikli lif (stapel) olmak üzere 2'ye ayrılmaktadır.
1-SÜREKLİ FLAMENT ( KESİKSİZ ) ÜRETİMİ
Sürekli filament üretim yöntemi;
- A-Direkt lif çekim (konvansiyonel lif çekme)
- B-Bikomponent çekim yöntemi
Olmak üzere 2 şekilde gerçekleştirilmektedir.
A-Direkt lif çekim yöntemi (konvansiyonel yöntem)
Konvansiyonel lif çekiminde bilindiği gibi, polimer ya gaz (çoğu kez bu gaz havadır) ya da solüsyon içine basılmakta ve daha sonra da çekilmektedir. Polimerler düzelerden geçirilmeden önce ya eriyik haline ya da çözeltileri haline getirilmektedir. Polimerlerin eritilerek düzelere gönderilmesi eriyikten lif çekme, polimer çözeltisinin kullanılması ise çözeltiden lif çekme olarak tanımlanmaktadır. Mikrolif üretiminde genellikle eriyikten lif çekme yöntemi kullanılmaktadır. Konvansiyonel lif çekim sistemi mikrolif üretimi için uygulandığında lif kırılması, filament kalınlığında değişim, düze tıkanması ve iplik içindeki filamentler arasında denye değişkenliği gibi problemler ortaya çıkmaktadır.
Bu nedenle, bu problemleri ortadan kaldırmak için, Mukhopadhyay ve Nakajima adlı araştırmacılar aşağıda verilen hususları mikrolif üretimi için göz önüne alınmışlardır.
Polimer viskozitesinin uygun hale getirilmesi (yüksek çekim sıcaklığı viskoziteyi azaltmaktadır)
Düze tasarımının uygun hale getirilmesi (düze deliklerinin homojen soğutma verecek şekilde düzenlenmesi)
Düze altındaki ortam sıcaklığının uygun hale getirilmesi (soğutma hızının kontrol edilmesi)
Filamentlerin bir araya getirilmesinin uygun şekilde yapılması (düzeye en yakın yerde bir araya getirme)
Lif çekiminin uygun hale getirilmesi (eğirme geriliminin kontrol edilmesi)
Düşük hızda çekim (düzgün polimer iletimi)
Polimerin saf olmasının sağlanması (yüksek derecede filtrasyon)
Burada;
- çekim başlığı
- düze sistemi
- düze
- polimer eriyiği
- eğirme kafasının yalıtımı
- ısıl yalıtım plakası
- üfleyici
8.ısıl katılaştırma bölgesi
- çekim çizgisi
- çekme kolonu
- yağlama silindiri
- sevk edici silindir
- sarma
- ısı yalıtım plakası
- üfleyici
- havanın çıkışını önleyici plaka
- kılavuz
Unika Co. Firması, 0,3-0,5 denye aralığında mikrolif üreten ilk firmadır. Asahi Chemical Industry Co. Firması daha sonra, polimer erime viskositesini, düze tasarımını, düze altındaki ortam sıcaklığını ve filamentleri bir araya getirilme şeklini uygun hale getirerek 0,1-0,3 denye aralığında daha ince mikro polyester lifi geliştirmişlerdir. Unika Co. Firması, 0,3 denyeden daha ince mikrolif üretmek için, polimer erime viskositesini 950 poise, düze deliklerinin enine kesit alanını 3,5 10 cm ve düzenin 1-3 cm altındaki ortam sıcaklığını 200 ºC değerlerine getirmiş ve çekilen filamentleri düzenin 10-20 cm altında bir arada toplamıştır. Asahi Chemical Industry Co. Firması, 0,15 denyeden daha ince polyester mikrolifi üretmek için, polimer erime viskositesini 480 poise, ( poise: Mutlak viskozite (akışkanlık) birimi )
Düze deliklerinin enine kesit alanını 1,0 10 cm, düzenin 1-3 cm altındaki ortam sıcaklığını 150 ºC değerlerine getirmiş ve çekilen filamentleri, düzenin 20-70 cm altında bir arada toplamıştır. Direkt lif çekim yöntemi basit olması, kontrolünün kolay olması ve iki bileşenin ayrılması veya ikinci bileşenin uzaklaştırılması gibi çekim sonrasında uygulanan karışık işlemler gerektirmemesi bakımlarından avantajlıdır.
B-Bikomponent çekim yöntemi
Bikomponent çekim yöntemi;
- Denizde ada,
- Ayırma
- Çok katmanlı
Olmak üzere 3 şekilde gerçekleştirilmektedir.
1-Denizde ada yöntemi
Denizde ada tipi birbirine karıştırılamayan iki bileşenin bikomponent yöntemi kullanılarak lif çekilmesi ile oluşturulmaktadır.
Bir polimer denizi oluştururken, diğer polimer içine beslenmektedir. Bu durumda, liflerin bir kısmını ada bileşeni, diğerini ise deniz bileşeni oluşturmaktadır. Mikro denyeli filamentler lifler kumaş haline getirildikten sonra deniz polimerinin çözdürülmesi ile meydana gelmektedir. Bu nedenle, iplik eğirme ve kumaş oluşum işlemleri standart tek polimerli lifler ile aynıdır.
Şekilden de görüleceği üzere, iki bileşenden oluşan polimer akışı tek akış oluşturacak şekilde bir araya getirilmektedir.
İki bileşenden oluşan polimer akışları elde edilen filamentlerin kalınlığını belirlemektedir. Çekimden sonraki filamentlerin numarası 2-5 denye (12-20 mikron) arasında değişmektedir. Deniz polimeri uzaklaştırıldıktan sonra kalan ada polimerinden oluşan liflerin çapı 100-800 nanometre arasındadır. Ada bileşeni genellikle polyesterden oluşmaktadır. Nylon, polipropilen ve polietilen de ada bileşenlerinde kullanılan diğer polimerlerdir. Deniz polimeri ise PVA veya copolyester gibi suda çözünebilen polimerlerden oluşmaktadır. Denizde ada yöntemi ilave maliyet gerektirmesine rağmen süet tipi sentetik deri ürünlerinin elde edilmesinde oldukça başarılı bir şekilde uygulanmaktadır. Bu yöntem ayrıca ince filtreler ve temizlik bezlerinde de kullanılmaktadır. Çok ince çok filamentli iplikteki ada sayısı düze tasarımına bağlıdır. Ada bileşeninin deniz bileşenine oranı her bileşenin çekim hızı ile belirlenmektedir. Daha önceki yıllarda 24 ve 32 adalı lifler üretilmiş ve bu lifler ultra süet ve suni deri gibi ürünlerde kullanılmıştır. Günümüzde ticari olarak daha çok 64 adalı lifler kullanılmaktadır. Hills Inc. Firması daha sonra liflerdeki ada sayısını 600 ve 900'e kadar çıkarmıştır.
Yukarıda Hills Inc. Firmasının üretmiş olduğu 25, 37, 64 ve 600 adalı liflerin enine kesitleri gösterilmiştir. Ada lifin yaklaşık %80 lik kısmını, deniz de yaklaşık lifin %20 sini oluşturmaktadır. Ada filamentleri ada polimerinin kütlesinin %65 ini geçerse kare şeklini almaktadır.
2- Ayırma yöntemi
Mikrolif üretiminde kullanılan en eski metotlardan birisidir. Bu yöntemde birbirine karışmayan iki farklı polimer lif içerisinde pasta dilimleri veya üçgen prizma şeklinde düzenlenmiştir. Ayırma yönteminin denizde ada yönteminden farkı çözdürme ile ikinci bileşenin uzaklaştırılması yerine ikinci bileşenin de birinci bileşen gibi lif içerisinde yer almasıdır. Lifler genellikle PET ve naylondan üretilmektedir. Son zamanlarda copolyester lifi naylon lifinin yerini almıştır. Poliamid/polyester veya polyester/poliolefin de tercih edilen kombinasyonlar arasındadır. Ayırma yöntemine göre üretilen lifler konvansiyonel polyester lifleri ile karşılaştırıldığında iyi derecedeki dökümlülük, yumuşaklık, hacimlilik, düzgünlük, estetik ve konfor özellikleri nedeni ile suni derilerde, temizlik bezlerinde, ipek benzeri kumaşlarda ve hava geçirgenliği yüksek, su geçirmez kumaşların üretiminde kullanılmaktadır. Ayırma yöntemine göre lif oluşumu çeşitli yöntemler ile gerçekleşmektedir. Genel olarak bu yöntemlerde, polimer bileşenleri düzeden geçirilmektedir. Daha sonra lifler mikrolifi oluşturmak için çeşitli mekanik veya kimyasal işlemler ile pasta dilimi şeklinde bölümlere ayrılmaktadır. Polimerler özellikleri farklı olduğu için, çekim ve katılaşma sonrası ortaya çıkan şişme, çekme ve mekanik zorlanmalarla iki bileşene ayrılmaktadır.
Bu prensibe göre uygulanan yöntemler
1.yöntemde öncelikle ayrılabilir iki polimerli birleşik lifler oluşturulmakta, daha sonra bu birleşik lifleri ayırmak için, lif benzil alkol veya fenil etil alkol ile işlem görmektedir.
2.yöntemde yine ayrılabilir birleşik lif oluşturulmakta, ayırma işlemi sıcak sulu çözelti ile veya kuru halde mekanik olarak gerçekleştirilmektedir.
Hills Inc. Firması bu tekniği kullanarak 2-4 denye inceliğinde filamentleri olan iplik üretmiştir. Kumaş formunda, lifleri ayırmak için, orta derecede kostik (NaOH) çözelti kumaşa uygulanmıştır.
3.yöntemde de birleşik lifler enine kesitlerini ayırmak üzere hidrolik veya mekanik olarak iğnelenmektedir. Çok ince lifler “*” ve “+” şeklindeki özel olarak tasarlanmış düzeler ile yapılmaktadır. “+” şeklindeki düze ile bileşenler 4 bölüme ayrılmaktadır. “*” şeklindeki düze ile bölüm sayısı artırılmıştır. Ayırma yöntemine göre üretilen lifin “*” şeklinde enine kesiti aşağıda görülmektedir.
Şekilden de görüldüğü gibi lif pasta dilimi şeklinde 8 üçgen bölüme ayrılmıştır. Lifler çeşitli sayılarda üçgen bölümlere ayrılabilmektedir. 16 ve 32 dilim yaygın olarak kullanılan dilim sayılarıdır. Ayırma işleminden sonra filamentlerin çoğu 0,1 denyeden daha küçük boyuta sahip olmaktadır. Naylon ve polyesterden oluşan lifler yaygın olarak 16 parçalı olarak yapılmaktadır. Maliyet nedeniyle naylon %10-15 oranında, polyester %80-85 oranında kullanılmaktadır.
3-Çok katmanlı tip(Yan-yana bikomponent lifler)
Birbiri ile uyuşmayan iki polimer bir bikomponent düzesinden eş zamanlı olarak püskürtülerek yan yana birbirine paralel farklı katmanlar oluşturur. Bu liflerden üretilen tekstil ürünlerinin görünümleri, tutumları ve fiziksel özellikleri, polimer tipinin uygun seçimi, enine kesiti ve iki bileşenin oranlarına göre değişmektedir. Yaygın olarak polyester ve naylon kullanılmaktadır. Polyester ve naylon 6 dan oluşan bileşik lif daha sonra 0,2-0,3 denye inceliğinde filamentlere ayrılmaktadır.
2- KESİKLİ LİF ŞEKLİNDE ÜRETİM
Kesikli lif şeklinde mikroliflerin üretimi dokusuz yüzey üretim yöntemleri kullanılarak yapılmaktadır.
Üretim :
A-Eriyik püskürtme (meltblown)
B-Flaşçekim (flashspinning)
C-Sonsuz elyaf serme(spunbond)
D-Polimer karışımlı çekme (polymer blend spinning)
Yöntemleri olmak üzere 4 şekilde gerçekleştirilmektedir.
A-Eriyik püskürtme yöntemi
Eriyik püskürtme metodunun en büyük özelliği eritilen polimerin mikrolifli tülbent oluşumu için yüksek hızdaki sıcak hava akımı ile çekim işlemine tabi tutulmasıdır.
Bu yöntemde öncelikle polimer ekstruderde eritilmekte, filtrasyon adımlarından geçmekte ve sonra bir pompa ile lif çekim başlıklarına gelmektedir. Burada düzeden fışkırtılan erimiş polimer direkt olarak düze ağzında yüksek hızdaki sıcak havaya maruz kalmaktadır.
Bu şekilde lif hava karışımı oluşmaktadır. Erime şartlarına, lif şekline ve sıcaklığa bağlı olarak lif çekimi 6000-30000 m/dk hızda hava ile gerçekleştirilmektedir.
Yüksek sıcaklıkta lifleri çekmek için hava sıcaklığı liflerin erime sıcaklığına göre ayarlanır. Daha sonraki aşamada soğuk hava uygulanır. Soğuk hava sıcak hava ile karışır ve polimer katılaşır. İncelen lifler en sona şama olarak alt tarafta bulunan toplayıcı üzerine düşerek tülbent oluştururlar. İnce lif yapımı lif çekim başlığı çıkışındaki erimiş polimerin çok düşük viskozitede olmasını gerektirmektedir. Bu nedenle, erimiş polimerin viskozitesi eriyikten çekme yönteminde kullanılan konvansiyonel polyesterin viskozitesinden daha düşüktür. Yüksek erime sıcaklığı düşük viskoziteye neden olur. Hava hızı ve hava sıcaklığı lif özelliklerini ve tülbent kalitesini büyük ölçüde belirlemektedir. Günümüzde eriyik püskürtme yöntemi mikrolif üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. En büyük avantajı çok ince düze gerektirmeden yüksek hızda çok ince lif üretilmesini sağlamaktır. Filtrasyon, hijyen ve emicilik gerektiren ürünlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yöntem ile çapları 1-5 nanometreden daha ince lif üretmek mümkündür. Üretilen liflerin mukavemetleri düşüktür. Lif çapları lif boyunca ve lifler arasında büyük değişiklikler göstermektedir. Polimerden doğrudan tekstil yüzeyi oluşturma olanağı sağlayabilen bu yöntemin diğer bir dezavantajı da üretim ekipmanı maliyetlerinin çok yüksek olmasıdır.
B-Flaş Eğirme Yöntemi
Bu yöntemde polimerin öncelikle yüksek sıcaklık ve basınç altında bir çözücü içinde çözdürülmesi sağlanır. Buradaki sıcaklığın çözücünün kaynama noktasının üzerinde olması gerekmektedir. Daha sonra polimer çözeltisi daha düşük atmosfer basıncı altındaki bir alana püskürtülmektedir. Bu şekilde çözücü buharlaşmakta ve geriye bir elyaf yığını kalmaktadır. Oluşan lifler 3 boyutlu ağ şeklinde birbirlerine bağlanan ince fibrillerden oluşmaktadır.
Bu teknoloji ile elde edilecek lif inceliği 0,01–10 denye arasında değişmektedir. Genelde ortalama 0,1–0,15 denye olacak şekilde üretilir. Filament kesiti dairesel değildir ve oluşan liflerin mikro-kabarcıklı bir yapısı vardır. Bu işlem 0,5 ile 10 nanometre arasında değişen ince lif üretimini de sağlamaktadır. Bu teknoloji Du Pont firması tarafından organik çözücülerin patlama davranışı araştırılırken tesadüfî olarak bulunmuştur.
C-Sonsuz Elyaf Serme Yöntemi
Genel sonsuz elyaf serme metodu kesiksiz filamentlerden oluşan tülbentin oluşturulması ve daha sonra mekanik, ısıl ve kimyasal yollar ile liflerin bağlanması prensibine dayanmaktadır.
Sonsuz elyaf serme metodu genel olarak eriyik püskürtme metoduna benzemektedir. Sonsuz elyaf serme metodunda filamentler hava jeti ile çekilmektedir. Filamentlerin hava jeti yerine silindirler ile de çekilmesi mümkündür. Normal denye değerine sahip konvansiyonel sonsuz elyaf serme metodu ile mikrolif oluşumu da mümkündür. Mikroliflerden oluşan filamentlerin inceliği 0,5 denye veya daha incedir. Filamentleri oluşturmak için çeşitli polimer tipleri kullanılabilmektedir. Bu polimerler arasında, polietilen tereftalat (PET),poliolefin, polifenilsülfür(PPS) ve poliamid bulunmaktadır. Polimer kombinasyonları da çeşitli amaçlar için kullanılmaktadır.
Ç-Polimer Karışımlı Eğirme Yöntemi
Bu yöntemde iki bileşenli lif iki polimer eriyiğinin karıştırılıp çekilmesi ile üretilir. Dispers olmuş ve dispers olmamış (matrix) bileşenler bileşenlerin karışım oranlarına ve eriyik viskozitelerine bakılarak belirlenmektedir.
Konvansiyonel lif çekim sistemi bir karıştırıcı eklenerek polimer karışımlı lif çekim sistemine dönüştürülebilmektedir. Lif çekim stabilizesi tamamen polimer bileşenlerine bağlı olsa da bu yöntem ile üretilen lif inceliği kontrol edilememekte ve üretim esnasında lifler kolayca kırılmaktadır. Polimerin dispers olduğu aşamada mikrolif formunda çekim yapıldığı için sürekli filament tipinin üretilebilmesi bu lif çekim yöntemi ile mümkün değildir.
MİKROLİFLERİN ÖZELLİKLERİ
1-Mikrolifler birçok doğal lifden daha incedir. Bu nedenle mikroliflerin ince yapısı elde edilen iplik ve kumaşların özelliklerini de büyük ölçüde etkilemektedir.
2-İnce lif yapısından dolayı mikroliften yapılan mamuller standart liften yapılan mamuller ile karşılaştırıldığında daha fazla lif veya filament içermektedir. Bu nedenle mikroliften yapılan mamuller yumuşak, düzgün ve hacimli özellik gösterirler.
3-Lif sayısının fazla olması nedeniyle mikrolifli mamuller daha yüksek yüzey alanına sahiptir. Yüzey alanının yüksek olması mikroliften elde edilen kumaşların daha parlak olmasını sağlar.
( Bir lifin çekme mukavemeti ve eğilme rijitliği büyük ölçüde lif çapına bağlıdır. Bu nedenle, mikrolifin çapının küçük olması mikroliflerin çekme mukavemeti ve eğilme rijitliği özelliklerini büyük ölçüde etkilemektedir).
4-Çaplarının küçük olması nedeni ile mikroliflerin eğilmeye karşı dirençleri düşüktür. Lif çapı küçüldükçe lif çapı ile doğru orantılı olarak değişen atalet momenti düşmekte ve buna bağlı olarak eğilme deformasyonu artış gösterdiğinden, mikroliflerin eğilme direnci düşmektedir.
5-Mikroliflerin düşük eğilme dayanımı mikroliften üretilen kumaşların dökümlülüklerinin daha iyi olmasını sağlamaktadır.
6-Mikroliften elde edilen iplik ve kumaşların mukavemetleri yüksektir.
7-Mikrolifli kumaşların daha fazla lif içermesi lifler arasındaki boşlukları azalttığı için elde edilen kumaş yapısının daha sıkı olmasını sağlamaktadır.
Sıkı kumaş yapısı rüzgârın içeriye girmesini engellerken vücut ısısının giysinin dışarıya çıkmasını engellemektedir.
8-Mikroliflerden elde dilen kumaşlar soğuk,rüzgar,yağmur ve su geçirmezlik özelliklerine sahiptir.
9-Mikrolifli kumaşlar su itici özellikte olmasına rağmen su buharı geçişine izin vermektedir.
10-Su buharını geçirme özelliği mikrolifli kumaşların hijyenik olmasını sağlar. Bu nedenle mikrolifli kumaşlar antimikrobiyal özelliğe sahiptir. Aynı zamanda mikrolifli kumaşlarkendiağırlığının7katındandahafazlamiktardasu emmektedir.
11-Mikrolifli kumaşlar diğer malzemelerle karışım oluşturmaya yatkındır.
12-Kolay yıkanabilme ve kuru temizlenebilme özelliklerine sahiptirler.
13-Mikrolifli kumaşların ısıl iletkenliği daha yüksektir.
Mikrolif şeklinde modal viskoz ve konvensiyonel modal viskoz kullanarak elde edilen örme kumaşların özelliklerinin incelediği çalışmada,mikrolifli modal örme kumaşlar konvensiyonel modal örme kumaşlara göre daha yüksek ısıl iletkenlik değerleri göstermişlerdir. Bunun nedeni olarak da mikrolif içeren kumaşların daha az hava ve daha fazla lif içermesi gösterilmiştir. Bilindiği gibi, havanın ısıl iletkenliği lifin ısıl iletkenlik değerinden düşüktür.
MİKROLİFLİ KUMAŞLARIN KULLANIM ALANLARI
Temizleme bezleri
Mikrolif içermeyen temizlik bezleri genellikle kir ve tozları içine almadan bir yerden diğer yere taşımaktadır. Buna karşın mikrolifli kumaşlar kiri yüzeyden alır ve yıkanıncaya kadar kirleri kumaş yapısı içinde tutmaktadır. Ayrıca herhangi bir kimyasala ihtiyaç duymadan sadece su ile temizlenebilirler.
Mikroliflerin yüzey alanı normal incelik değerine sahip liften 10 kat daha fazladır. Ayrıca çaplarının küçük olması kumaşların yüksek derecede emiş özelliğine sahip olmasını sağlar.
Mikrolifli kumaşlar sıvıyı çekmesinin yanısıra, aynı zamanda sıvı içindeki mikrop ve parçacıkları da çekmektedir. Bu nedenle artan yüzey alanı ve emiş özellikleri mikroliflerin kendi ağırlığının birçok katı kadar sıvıyı çekmesini sağlamaktadır. Lifin ince olması santimetre karede daha fazla lif olmasını sağladığından daha fazla lif temizlenecek yüzey ile temas eder. Bu şekilde daha hızlı ve verimli sonuç elde edilir. Özellikle ayırma yöntemine göre elde edilen mikrolifler, kiri daha kolay olarak üzerinde tutmaktadır.
Mikrolif üretiminde poliamid kullanıldığında mikrolif pozitif yüklü özellik kazanır. Çoğu kir ve toz parçaları, bakteri, polen, metaldeki pas vs. ise negatif yüklüdür. Bu özellik de mikrolifin negatif yüklü parçaları çekmesini sağlar.
Tıbbi Tekstiller
Yüksek sıvı transferi, yüksek elastikiyet ve vücut sıvılarının istenmeyen kokularını kamufle edebilme özelliklerinden dolayı mikrolifler, hasta bezleri, hijyenik pedler ve bebek bezleri yapımında kullanılmaktadır.
Mikroliflerden yapılan kumaşlar çok iyi nefes alabilir özelliğe sahip olduğundan yara bakımında kullanılmaktadır. Mikroliflerin enine kesiti daha çok üçgen şeklindedir, keskin kenarlara ve nanometre boyutlarına yakın çapa sahiptir. Herhangi bir bakterinin çapı ise 2-5 nanometredir. Bu nedenle mikrolifin küçük boyutu ve yapısı lifin bakteri veya liften daha küçük mikropların altına girmesini sağlar ve bunları büyük ölçüde yüzeyden uzaklaştırır. Ayrıca, performansı artırmak için mikrolifler dokuma kumaşlarda 50/50 oranında, örme kumaşlarda, 70/30 oranında polyester lifleri ile karıştırılmaktadır.
Tıbbı tekstillerde özellikle dokusuz yüzeyler kullanılmaktadır. Mikrolifli dokusuz yüzeyler diğer tekstil yüzeyleri ile karşılaştırıldığında daha düşük maliyete, daha kolay kullanıma, daha güvenli ve atılabilir özelliklere sahiptir. Bu nedenle mikrolifli dokusuz yüzeyler koruyucu maskelerde, ameliyat önlüklerinde, eldivenlerinde ve yatak takımlarında kullanılmaktadır.
Dış Giysiler
İnce yapısı, dökümlü olması, yumuşak ve ipek benzeri tutuma sahip olması özellikleri nedeni ile mikrolifli kumaşlar daha çok yüksek kalitedeki abiye giysilerde kullanılmaktadır.
Sentetik Deriler
Güzel görünüm, yumuşaklık ve yüksek su absorbsiyonu ve su buharı geçişini sağlayan gözenekli yapısı gibi özellikleri ile doğal deriler çok popülerdir. Buna karşın, sınırlı kaynağa sahip olması, aşırı pahalı olması ve hayvanları koruma bilinci nedeni ile pazarda az miktarda bulunurlar.
Sentetik liflerin bulunmasıyla çok ince lif elde etme isteği üzerine Japonların üretmiş oldukları çok ince filamentler ilk olarak sentetik deri ve dokusuz yüzey kumaşlarda kullanılmıştır. Özellikle denizde ada yöntemine göre üretilen mikrolifler suni deri üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Günümüzde sentetik deri üretimi ham maddesi PET, PA veya PAN olan mikrolifli dokusuz yüzeylerin, poliüretan (PU) malzeme ile emdirilmesiyle üretilmektedir.
Sentetik deri yumuşak tutum, kırışıklığa karşı dayanım, kopma uzaması ve mukavemeti, hava geçirgenlik, su çekme ve kolay bakım gibi özellikleri bakımından doğal deriden daha iyidir. Sentetik deri mikrolifin yüksek yüzey alanı nedeni ile düşük boya haslıklarına sahiptir.
Filtre kumaşları
İnceliği ve sıkı yapısı sayesinde mikrolifler hava ve sıvı filtrasyonu için mükemmel bir filtre etkisi sunmaktadır.
Bilinen mikroliflerden bağımsız olarak ultra ince mikroliflerden üretilen ürünler, örneğin 0,05 dtex incelikli polipropilenden üretilmiş dokusuz yüzeyler, kalıcı polarizasyon sağlayan yüksek elektrik voltajı ile birlikte yüklü toz parçacıklarını çeker ve absorbe eder.
Mikrolifli sıvı filtreler yüksek sıvı geçiş hızı, mikro boyuttaki parçaların tutulmasını sağlayan yüksek süzme performans ve filtreden mikro parçaların kolay temizlenmesi gibi özelliklere sahiptir.
Ayrılabilir sentetik mikrolifler filtrasyon malzemesinin performansını arttırırlar. Özellikle, ayrılabilir liflerdeki iki farklı polimerin seçimi akım koşulları altında turbo elektrik özellikler oluşturur. İki polimer ilk aşamada filtrasyon özelliklerini arttırmak için elektro statik olarak yüklenebilir.
Enerji Depolama
Metal kaplı mikrolif kullanılarak üretilen eşanjörler enerji tüketiminde köklü tasarruf sağlamaktadır. Bunun nedeni mikroliflerin ısı iletimi özelliğidir. Metal kaplı mikrolif sayısı arttıkça ısı transferi artmaktadır. Ayrıca, metal kaplı mikrolif sayısı ile beraber basınç düşüşü artmaktadır. Eşanjör tüplerinin içinde metal kaplı mikrolif kullanılarak eşanjörlerin ısı transferi özelliği geliştirilmiştir.
İnşaat Uygulamaları
Kompozitler farklı özellikteki katmanların bir araya getirilmesiyle oluşan çok katmanlı materyallerdir. Kompozitler bu farklı katmanların daha iyi bir kullanım özelliği sağlaması amacıyla elde edilirler. Polipropilen ve bikomponent mikrolifler elyaf takviyeli kompozitler için çok önemli bileşenlerdir. Çünkü sadece takviye elemanı olarak değil, bağlayıcı görevleri ile de kullanılırlar. Polipropilen ve bikomponent mikrolifler takviyeli betonlar (takviye ve çatlamayı engelleme amacıyla), yalıtım malzemeleri (kimyasal bağlayıcı kullanımını engelleme amacıyla),çok işlevli sıvı transport malzemeleri (tabaka edinimi ve dağılımı),dokuma kumaşlar(boyutsal stabilite ağı olarak) ve kaplama ürünleri gibi çeşitli kompozit malzemelerde kullanılırlar.
Polipropilen ve bikomponent (PP/PE) mikrolifler kompozit materyallere yapısal performans ve işlevsellik kazandırma yeteneğine sahiptir ve elyaf takviyeli kompozitlerde aşağıdaki avantajları sağlarlar:
Düşük ağırlıklı yapıların oluşumuna olanak sağlarlar.
İşlemesi kolay ve çevre dostu termoplastik yapıların üretimini sağlarlar.
Yüksek mekanik özellik, sertlik ve darbe dayanımı gösterirler. Katı ortamlarda stabilite sağlarlar.
Kompozit malzemeye büyüklük ve yumuşaklık kazandırırlar.
Dahası...
Akrilik lifleri kullanım esnasında kendisinden istenen özelliklere göre;
- 1-Yüksek çekme Özelliğine sahip akrilik elyafı
- 2-Su emici akrilik elyafı
- 3-Boyanma özellikleri farklı akrilik elyafı
Olarak çeşitlendirilir.
Yüksek Çekme Özelliğine Sahip Akrilik Lifleri
Normal akrilik liflerine göre üretim sırasında ilave bir germe yapılarak çekme oranı (%40) daha da artırılmış liflerdir. Bu tip lifler high-bulk (yüksek hacimli) iplik yapımında kullanılırlar.
High-bulk iplik
Akrilik lifinin en önemli özelliği, sıcakta % 15-30‟luk bir gerilme verildiğinde uzamanın dayanıklı olmaması ve buharlama yapıldığında tekrar kısalarak eski boyutunu almasıdır.
Bu şekilde gerilme verilmiş (%40) ve verilmemiş (%60) lifler birlikte eğrilip iplik yapıldıktan sonra buharlanırsa, gerilme verilmiş elyafta kısalma gözlenirken diğerleri kısalmaz.
Gerilme verilmemiş liflerde, diğerinin kısalmasından dolayı bükümler meydana gelir ve iplik hacimli bir görünüm kazanır. Bu işleme bulking, elde edilen ipliklere de high-bulk iplik adı verilir.
Bunlardan yapılan kumaşların doku yoğunlukları düşüktür, çok sıcak tutarlar, tuşeleri, görünümleri ve elastikiyetleri çok iyidir. Akrilik HB iplikleri, örmecilikte yün yerine kullanılır.Yüksek hacimli iplikler filament veya stapel elyaftan yapılabilir:
Filament elyaftan eğrilmiş yüksek hacimli (high bulk) iplikler;
Her filamentte buklelerin oluşturulmasıyla ve filamentlerin birbirine olan paralelliklerinin bozulması İşlemi ile üretilirler.
Bu işlemle; iplikte kıvrımlar, ilmekler ve dalgalar oluşur.
Hacimli iplikler çekme farklılıklarından yararlanarak çektirilip-esnettirilebilirler.
Sonuçta elde edilen iplikler; tüy gibi yumuşak, hacimli ve kabarıktır.
Ştapel elyaftan yapılmış yüksek hacimli ( high-bulk) iplikler
İplik eğirme işlemi düşük ve yüksek çekme potansiyeline sahip elyafı karıştırmak suretiyle oluşturulabilir.
Daha sonraki buharlama, kuru ısı veya sıcak sudaki işlem sırasında; yüksek çekme özelliğine sahip elyafın daha fazla büzülmesi, ipliğin boyunun kısalmasına ve düşük çekme özelliğine sahip elyafın ipliğin etrafında toplanmasına yol açarak, ipliğin hacimliliğini arttırır.
Yüksek çekme potansiyelli elyaftan yapılan ipliğin kısalması, düşük çekme potansiyelli olanını bukleler oluşturmak için zorlar. Böylece; ipliğin çapı büyür ve iplik kabarık bir görünüm kazanır.
Su Emici Akrilik Lifleri
Sünger gibi gözenekli bir çekirdek ile manto kısmından oluşmaktadır. Mikro süngere benzeyen iç kısım nedeniyle, su emme yetenekleri yüksektir. % 38‟e kadar nem absorplar. Bu tip liflerin ayrıca terleyen vücutta hızlı ve fazla ter emmeleri, ıslanınca lifler şişmediğinden mamulün hava geçirgenliğinin azalmaması ve sıcak tutma özelliklerinin iyi olması gibi avantajları vardır. Özgül ağırlıkları düşük olduğu için bu liflerden hafif giysiler üretilir.
Boyanma Özellikleri Farklı Akrilik Lifleri
Akrilik elyafın eldesi sırasında vinilasetat, vinilklorür, gibi anyonik ve katyonik grup içermeyen komonomerlerin kullanılması ile liflerin daha düşük sıcaklıklarda ve daha kolaylıkla boyarmadde alması sağlanmakta, fakat alınan boyarmadde miktarı artmaktadır. Bazik boyarmaddelerle boyanma yeteneğini geliştirmek için; komonomer olarak anyonik grup içeren vinil veya isopropenil bileşikleri, anyonik grup olarak da sülfonat veya karboksilli asid grupları tercih edilmektedir.
Bu şekilde elde edilen liflerden bazıları ve özellikleri aşağıda belirtilmiştir:
- Orlon Akrilikleri:
Orlon akrilikleri olarak üretilen liflerin çoğu % 100 e yakın oranda poliakrilonitril içerir. Orlon filamentlerinin mukavemeti, 2.2-2.6 g/denier; özgül ağırlığı ise 1.18 dir. Standart koşullarda nem çekme miktarı % 1.7 dir. Ütüleme sıcaklığı 150 °C‟dir. Orlon akrilikleri çeşitli tipte ve sayılarla farklandırılarak üretilirler. Orlon 42 kesikli lif şeklinde üretilir ve örgü iplikleri yapılır. Orlon 81 ise filament şeklinde üretilir. Orlon liflerinin, stapel tipi Orlon 39, Orlon 37, Orlon 21 tipleri de vardır. High-bulk olarak üretilirler. Ayrıca bikomponent lif şeklinde üretilenleri Orlon Sayelle adı ile bilinir; kıvrımlı bir yapıya sahiptir. Orlon tipi lifler, Almanya‟da Dralon ticari adı ile bilinmektedir. %100 poliakrilonitrilden üretilen Orlon akrilikleri, üretim sırasında katalizör olarak kullanılan peroksit bisülfat ve sülfit veya sülfat tuzları nedeni ile polimer zincir uçlarında anyonik karakterde sülfit veya sülfat grupları içerirler. Bu nedenle, Orlon akrilikleri anyonik modifiye akrilik lifler olup, çözeltilerinde + yük taşıyan boyarmaddelerle boyanabilirler.
- Acrilan Lifleri:
Acrilan liflerinin bileşimlerinde % 10-15 oranında katyonik monomerler bulunur. Genellikle komonomer olarak % 6 vinil asetat ve % 6 vinil pridin içerir. Üretimi,dimetil asetamiddeki % 20 lik çözeltisinden 140 °C lik gliserin banyosu kullanılmak suretiyle yaş eğirme yöntemine göre yapılır. Stapel veya filament halinde üretilir. Asid, krom, direkt ve metal kompleks boyarmaddelerle boyanabilir.
- Acrilan 16 döşemelik ve perdelik yapımında,
- Acrilan 26 halı ipliği yapımında,
- Acrilan 38 ise dikiş ve endüstri ipliği
olarak kullanılır.
- Courtelle Lifleri:
Kopolimer olarak az miktarlarda metil metakrilat içerir. Bu nedenle anyonik grup taşırlar. Polimerdeki anyonik grup oranı daha fazla olduğundan, katyonik boyarmaddeler karşı affinitesi Orlon akriliklerinden daha çoktur.
- Creslan Lifleri:
Creslan lifleri komonomer olarak akrilamid içerirler. Monomerin yapısı katyonik karakterde olduğundan bu tip akrilik lifleri anyonik yapıda boyarmaddelerle boyanabilirler. Bunlar halı ve battaniye tipi materyalin yapımında kullanıldığı gibi, yün ile karıştırılarak kamgarn ve strayhgarn kumaşlar da üretilir.
- Zefran Lifleri:
Komonomer olarak vinil pirrolidon içeren akrilik elyafı Zefran olarak bilinir. Daha çok halı ipliği olarak üretilir.
Sentetik lifler sentez yoluyla üretilen polimerlerden kimyasal lif çekim yöntemleri kullanılarak elde edilen liflerdir. Sentetik liflerin molekülleri doğada bulunmamaktadır. Önceleri doğal liflerin yerini tutması ve doğal liflerin ihtiyacı karşılamaması durumunda kullanılmak üzere üretilen sentetik lifler, daha sonraları tüketicinin farklı taleplerine yanıt vermek üzere çeşitli özellikleri geliştirilerek üretilmeye bağlanmıştır. Sentetik lifler birbirlerine benzer özellikler gösterirler.
Sentetik lifler kimyasal yapılarına göre beş grupta incelenir.
1-Poliamid lifleri : ( naylon 6, naylon 6,6, naylon 11 )
2-Poliester lifleri : ( terilen, trevira)
3-Polivinil lifleri : (Akrilik, modakrilik, polivinilklorür, polivinilidenklorür, polivinilalkol, polistiren )
4-Poliolefin lifleri : (Polietilen, polipropilen ve politetrafluoroetilen lifleri [teflon)
5-Poliuretan lifleri.
Sentetik lifler üç farklı yöntemle üretilir. Bunlar yaş eğirme, kuru eğirme, yumuşak eğirme yöntemleridir.
Poliamid Lifleri ( Naylon PA)
Poliamid lifi dünyada üretilen ilk sentetik liftir. Poliamid lifleri için naylon sözcüğü genel bir ad olarak kullanılmaktadır. Naylon lifi ilk olarak kadın çoraplarının üretiminde kullanılmıştır.
Poliamid lifleri içinde en çok üretilen ve tüketilen iki tür vardır. Bunlar naylon 6,6 ve naylon 6’dır.
NAYLON 6,6
Naylon 6,6’nın başlangıç maddeleri adipik asit ve heksametilen diamindir. Adipik asit ve heksametilen daiminde 6’şar karbon atomu bulunmaktadır.
Naylon 6,6 Lifinin Elde Edilmesi
Naylon 6,6 lifinin elde edilmesi için yapılacak ilk işlem bu iki maddenin uzun molekül zincirleri veya polimerler oluşturmasını sağlamaktır. Bu başlangıç maddeleri etil alkol içinde ısıtıldığında naylon 6.6 tuzu oluşur. Bu tuzun sudaki çözeltisi basınç altında buhar verilerek havasız bir ortamda 215 – 220 °C’de tutulduğunda polimerleşme başlar. Polimerizasyon derecesi istenilen seviyeye ulaştığında % 1 oranında asetik asit eklenerek polimerizasyon durdurulur. Süt beyaz renkte olan ve katılaşan naylon 6.6 polimeri küçük parçalar şeklinde kesilerek, yumuşak eğirme yöntemine göre filament hâline getirilir. Bu filamentlere daha sonra bir germe – çekme işlemi uygulanır.
Naylon 6.6 filamentleri mat olarak elde edilmek isteniyorsa naylon 6.6 tuzu halindeyken % 1 oranında TiO2 eklenir.
Naylon 6,6 Lifinin Kullanım Alanları
Naylon 6,6 lifleri giyim, iç mekânda kullanılan döşemelik kumaşlar ve endüstriyel tekstiller gibi birçok alanda kullanılır.
Giyim: Elbise, mayo, spor giysileri, kadın, erkek ve çocuk çorabı, iç giyim, ceket ve gömlek
Ev tekstili: Yatak örtüsü, halı ve perdelik kumaşlar
Endüstriyel alanlar: Çadır, uyku tulumu, balık ağı, şemsiyelik ve paraşüt kumaşlarında, otomobil lastiklerinde ve emniyet kemeri yapımında kullanılır.
NAYLON 6
Poliamid lifleri içerisinde en çok üretilen ikinci türüdür. Naylon 6 lifleri 1940 yılında Almanya’da Perlon L ticari adı ile üretilmiştir. Üretilen naylon 6,6 lifleri ve naylon 6 lifleri tüm naylon lif ihtiyacını karşılamaktadır.
Naylon 6 Lifinin Elde Edilmesi
Naylon’un başlangıç maddesi 6 karbonlu amino kaproik asittir NH2(CH2)5 COOH. Bu madde 260 °C de basınç altında ve katalizör olarak naylon 6,6 tuzu kullanılmak kaydıyla polimerleştirilir. Naylon 6 polimeri 220 °C’de eritilerek yumuşak eğirme yöntemi ile filament hâline getirilir. Bu filamentlere daha sonra mukavemetlerinin artması için bir germe – çekme işlemi uygulanır.
Naylon 6 Lifinin Kullanım Alanları
Naylon 6,6 lifleri ile kullanım alanları benzese de bazı özellikleri nedeniyle ayrıldığı noktalar vardır. Erime noktaları farklı olduğu için uygulanacak ütüleme sıcaklığı da farklıdır.
Nem çekme özellikleri aynı olsa da naylon 6 lifi bazı boyalarda daha kolay boyandığından daha parlak ve canlı renkler elde edilebilir. Güneş ışığına karşı dayanıklılığı daha düşük olduğundan perde yapımında kullanılmaz.
Naylon 6’nın tutumu, naylon 6,6’ya göre daha yumuşak olduğundan özellikle trikolarda ve tekstüre ipliklerin yapımında daha çok kullanılır.
Giyim: Elbise, kadın ve çocuk çorabı, iç giyim, gömlek
Ev tekstili: Yatak örtüsü, halı
Endüstriyel alanlar: Çadır, balık ağı ve otomobil lastiklerinde kullanılır.
Poliester Lifleri ( PES)
İngiltere’de Terylene, Trevira, ABD’de Dacron, Almanya’da Diolen ve Türkiye’de Perilen ticari adları ile üretilen poliester lifleri günümüzde en çok kullanılan sentetik lif konumundadır. Poliester lifi diğer liflerde de karıştırılarak kullanılabilir.
Bir dialkol ile dikarboksilik asidin kondenzasyonu sonucunda elde edilen poliester, kimyasal yapısı bakımından 3 grupta incelenir.
1. Grup; PET ( polietilen tereftalat ) lifleri
2. Grup PCDT ( poli- 1,4 sikloheksil – dimetilen – tereftalat ) lifleri
3. Grup Modifiye ( yeni ) poliester lifleri
POLİESTER LİFLERİ ( PES )
PET poliester lifleri iki yönteme göre elde edilir. Birincisinde başlangıç maddesi olarak etilen glikol ve dimetiltereftalat alınır. İkinci yöntemde ise başlangıç maddesi olarak etilen glikol ve tereftalik asit alınır.
Polimerleştirilen ham madde, polimerleştirme kazanında soğutularak alınır ve küçük parçalar hâlinde kesilerek üretilir. Polimerler, erime noktası olan 260 °C’de eritilerek yumuşak eğirme yöntemine ile filament hâline getirilir. Bu filamentlere daha sonra mukavemetlerinin artması için bir germe çekme işlemi uygulanır.
Poliester Liflerinin Fiziksel Özellikleri
Enine kesit ve boyuna görünüş: Poliester lifleri mikroskop altında düzgün bir çubuk şeklinde görülür. Enine kesiti ise yuvarlaktır.
Renk ve parlaklık: Poliester lifleri genelde beyaz olarak üretilir. Poliester lifi parlaktır, istenildiğinde yarı mat veya mat olarak da elde edilebilirler.
İncelik ve uzunluk: Poliester lifleri çeşitli uzunluklarda üretilebilir. Kullanım alanına bağlı olarak filament hâlde olabileceği gibi kesikli (stapel) şeklinde de olabilir.
Mukavemet: Poliester liflerinin mukavemeti üretim şekline göre değişiklik gösterir. Filament hâlde bulunan poliester liflerinin mukavemeti 4–7 gr/denye, arasındadır
Nem çekme özelliği: Poliester liflerinin nem çekme özelliği çok düşüktür. Bu oran normal şartlarda % 0.2–0.8 arasında değişmektedir. Poliester lifleri nemi bünyelerine çekmeden yüzeyde tutabildikleri için üretilen ürünlerin sıcak havalarda giyilebilmesi sağlanır.
Sürtünmeye karşı dayanıklılık: Poliester liflerinin sürtünmeye karşı dayanıklılığı çok iyidir. Tüylenme sorunu ile karşılaşılabilir.
Boyut değiştirmezlik: Sıcak fiksaj işlemi uygulanan poliester liflerinin boyut değiştirmezliği çok iyidir. Sıcak fiksaj uygulanmış poliester kumaşlar yüksek sıcaklıklarda çekebilir.
Esneklik ve yaylanma özelliği: Poliester liflerinin esneklik özelliği genelde iyi, yaylanma özelliği çok iyidir. Filament halindeki Poliester liflerinin uzama oranı % 15–30, kesikli halde ise % 30–50 arasında değişmektedir.
Hacimsel yoğunluk: Poliester lifleri hafif bir lif olup, özgül ağırlığı 1.38 gr/cm³tür.
Poliester Liflerinin Kimyasal Özellikleri
Kimyasal maddelerden etkilenme: Poliester lifleri asitlere, kuru temizlemede kullanılan çözücülere ve ağartıcılara karşı dayanıklıdır. Kuvvetli alkaliler ise liflere zarar verir.
Çevresel faktörlere karşı dayanıklılık: Poliester liflerinin güneş ışığına karşı dayanıklılığı birçok sentetik liften daha iyidir. Uzun süre güneş ışığına maruz kalan liflere zarar verebilir. Perdelik kumaş olarak kullanılabilir. Bakteri, mantar, küf, güve ve diğer zararlı böcekler liflere zarar vermez.
Elektriklenme özelliği: Poliester liflerinin elektrik iletme özelliği çok düşük olduğundan statik elektrikle yüklenir.
Isıdan etkilenme özelliği: Poliester liflerinin erime noktası 250°C’dir. Poliester ürünleri pek fazla buruşmadığından bunları düşük ısılarda ütülemek gerekir. Ütüleme sıcaklığı 140 °C’dir.
Yanma özelliği: Poliester lifleri alevle karşılaştığında çekerek erir. Kimyasal bir koku ve siyah bir is bırakır. Külü ise krem renginde, boncuk şeklinde ve serttir.
Poliester Lifinin Kullanım Alanları
Poliester lifleri tekstilde oldukça geniş bir kullanım alanı bulmuştur. Tek başına kullanılacağı gibi diğer liflerle de karıştırılarak kullanılan poliester lifinden tafta, organze ve saten gibi çeşitli kumaşlar üretilir. En çok pamuk lifiyle karıştırılan poliester lifleri yün, akrilik, ipek, viskoz ve keten lifi ile de kullanılabilir
Giyim: Takım elbise, iç giyim, gömlek ve dış giyimde mont, kaban, pardösü
Ev tekstili: Yatak örtüsü, masa örtüsü, yastık, nevresim, perdelik kumaş ve halı Endüstriyel alanlar: Balık ağı, otomobil lastikleri, halat, dikiş ipliği ve yelken bezi yapımında kullanılır.
Polivinil Lifleri
Polivinil lifleri 4 ana grupta toplanır:
1-Poliakrilonitril lifleri: Akrilik, modakrilik lifler
2-Polivinil klorür lifleri: % 100 PVC lifleri, Polivinil klorür kopolimerleri, modifiye edilmiş polivinil klorür lifleri 3-Poliviniliden klorür lifleri
4-Povinilalkol lifleri
Poliakrilonitril Lifleri (PAN)
Poliakrilonitril lifleri akrilik ve modakrilik olmak üzere iki gruba ayrılır.
AKRİLİK LİFLERİ
Akrilik lifler % 85 oranında akrilonitril polimerleri ile % 15 oranında birden fazla monomerin karıştırılması ile elde edilmiştir. Sıvı akrilonitril çeşitli katalizörler kullanılarak polimerizasyon işleminden geçirilirler. Polimer içerisine katılan bir solvent ile eritilir ve %25–40 oranında bir polimer çözelti elde edilir.
Sıcak hava ile karşılaşılan liflerin üzerindeki çözücü buharlaştırılır ve filament biçimindeki lifler sertleştirilir. Akrilik lifleri yaş veya kuru çekim yöntemine göre elde edilir. Bu filamentlere daha sonra mukavemetlerinin artması için bir germe çekme işlemi uygulanır.
Akrilik Liflerinin Fiziksel Özellikleri
Enine kesit ve boyuna görünüş: Yaş eğirme yöntemine göre üretilen akrilik liflerinin enine kesiti yuvarlak veya fasulye şeklindedir. Kuru eğirme yöntemine göre elde edilen akrilik liflerinin enine kesiti yer fıstığı şeklindedir. Yuvarlak veya fasulye şeklinde enine kesite sahip olan akrilik liflerinin yaylanma yeteneği, yer fıstığı şeklinde enine kesite sahip olan akrilik liflerinin de yumuşaklığı ve parlaklığı iyidir. Akrilik liflerinin boyuna görünüşleri pürüzsüz, büklümlü ve çizgilidir.
İncelik ve uzunluk: Akrilik lifleri çeşitli uzunluklarda üretilebilir. Kullanım alanına bağlı olarak filament hâlde olabileceği gibi kesikli (stapel) şeklinde de olabilir. Kesikli (stapel) olarak kullanılacak liflerin daha hacimli olması için kıvrım kazandırılır.
Mukavemet: Akrilik liflerinin mukavemeti diğer sentetik lifler (naylon, poliester, olefi) kadar yüksek değildir. Daha çok pamuk yün lifi gibi doğal liflere yakındır. Akrilik liflerinin mukavemeti 2 – 3,6 gr/denye, arasındadır.
Nem çekme özelliği: Akrilik liflerinin nem çekme özelliği düşüktür. Bu oran normal şartlarda %1 – 2,6 arasında değişmektedir. Akrilik liflerinin nem çekme özelliği düşükse de, mikro liflerin yüzeylerinde su tutma özellikleri yüksektir.
Sürtünmeye karşı dayanıklılık: Akrilik liflerinin sürtünmeye karşı dayanıklılığı iyi değildir.
Boyut değiştirmezlik: Akrilik liflerinin boyut değiştirmezliği iyi değildir. Sıcak fiksaj işlemi uygulanan poliester liflerinin boyutlarında değişiklik olmaz. Buhar akrilik ürünlerinin boyutlarında değişikliğe neden olabilir.
Esneklik ve yaylanma özelliği: Akrilik liflerinin esneklik özelliği diğer sentetik liflere oranla daha düşüktür. Yaylanma özelliği ise lifin türüne göre iyiden çok iyiye doğru farklılıklar gösterir. Akrilik liflerinin uzama oranı % 20 – 36 arasında değişir. Akrilik lifi % 1 uzatıldığında % 95 esneyebilir.
Hacimsel yoğunluk: Akrilik liflerinin özgül ağırlığı 1,14–1,19 gr/cm³ arasında değişmektedir.
Akrilik Liflerinin Kimyasal Özellikleri
Kimyasal maddelerden etkilenme: Akrilik lifleri nitrik asit dışında diğer asitlere karşı dayanıklıdır. Özellikle yoğun ve sıcak haldeki alkaliler life zarar verir. Kuru temizlemede kullanılan çözücüler lifin sertleşmesine yol açabilir. Klorlu ağartıcılar dışındaki ağartıcılara karşı dayanıklıdır.
Çevresel faktörlere karşı dayanıklılık: Akrilik liflerinin güneş ışığına karşı dayanıklılığı oldukça iyidir. Bakteri, mantar, küf, güve ve diğer zararlı böcekler liflere zarar vermez.
Elektriklenme özelliği: Akrilik liflerinin elektrik iletme özelliği az nem çektiği için düşüktür. Bu nedenle akrilik ürünlerde statik elektriklenme problemi ile karşılaşılır.
Isıdan etkilenme özelliği: Akrilik liflerinin belli bir erime noktası yoktur. Erime noktası 215 – 255 °C arasında değişir. Çok yüksek sıcaklıklar ürünlerin renginde değişikliğe neden olabilir. Ütüleme sıcaklığı 110 °C olmalıdır.
Yanma özelliği: Akrilik liflerinin alevle karşılaştığında eriyerek yanar. Alev çekildikten sonrada yanmaya devam eder. Kimyasal bir koku ve siyah bir is bırakır. Külü sert, siyah ve şekilsizdir.
Akrilik Liflerinin Kullanım Alanları
Akrilik lifleri çeşitli giysilerde ve ev tekstili ürünlerinde tek başlarına veya karışım hâlde kullanılabilir. Tutumlarının yün lifine benzemesi, hafif olmaları ve bakımlarının yüne göre daha kolay olması nedeniyle akrilik lifleri piyasada aranır bir konuma gelmiştir. Akrilik liflerinden hacimli iplikler üretilerek özellikle örme yüzey üretimde ve örmecilik sektöründe yaygın olarak yararlanılır.
Giyim: Kazak, elbise, çorap, el örgü iplikleri çocuk giysilerinde ve bazı spor giysilerinde (özellikle kayak) kullanılır. Akrilik liflerinden imitasyon kürk kumaşlar da üretilebilir.
Ev tekstili: Perdelik ve döşemelik kumaş, battaniye ve halı yapımında kullanılır.
MODAKRİLİK LİFLERİ
Bileşiminde % 35–85 arasında akrilonitril içeren life modakrilik lifi denir. Modakrilik liflerinde akrilonitrilin yanında komonomer olarak vinil krorür, viniliden klorür ve vinil disayinit bulunur. Lifler kuru veya yaş çekim yöntemine göre üretilir.
Modakrilik liflerinin mukavemetleri ve sürtünmeye karşı dayanıklılıkları iyi değildir. Liflerin yaylanma yeteneği ve esneme özellikleri iyidir. Dökümlü bir liftir. Güneş ışığına karşı dayanıklılıkları çok iyidir. Kimyasal maddelere karşı ve aleve karşı dayanıklılığı iyidir.
Modakrilik liflerinin nem çekme özelliği çok düşüktür % 0,4–3 arasında değişir. Sürtünmeden dolayı liflerde tüylenme problemi ile karşılaşılabilir. Modakrilik ürünleri 110 °C ve daha düşük sıcaklıklarda ütülenmelidir.
POLİVİNİLKLORÜR LİFLERİ
Bu lifler asetilen ve hidroklorik asitten elde edilen vinilklorürün polimerleştirilmesi sonucunda üretilen liflerdir. Bu gruba giren üç lif vardır.
1-% 100 PVC lifleri
2-polivinilklorür kopolimerleri
3-modifiye edilmiş polivinil klorür lifleri.
% 100 PVC lifleri: % 100 polivilklorüre plastikleştirici eklenmesiyle % 100 PVC lifleri elde edilmektedir. Güç tutuşurluk yanmazlık ve kimyasal maddelere karşı dayanıklılıkları nedeniyle, itfaiyeci elbiselerinde, çadır, balık ağları, dokusuz yüzeyler ve yelkenler gibi endüstriyel tekstil alanında kullanılmaktadır.
Vinilklorür kopolimerleri:
Bu lifler güç tutuşurlukları, kimyasal maddelere karşı dayanıklılıklarının yüksek olması nedeniyle çeşitli filtreler ve ağ dokumaları gibi özel alanlarda kullanılır.
Modifiye polivinilklorür lifleri:
Polivinil klorürün kimyasal yapısı değiştirilerek içindeki klor miktarı arttırılır. Bunun sonucunda bazı özelliklerinde değişimler olur. Güç tutuşurluk ve yanmazlık özellikleri nedeniyle çadır, muşamba, tente ve çeşitli filtrelerin üretimde kullanılır.
Polivinilidenklorür lifleri:
Bileşiminde en az % 80 oranında viniliden klorür bulunan polimer maddeden çekilmiş lifler olarak tanımlanır. Güneş ışığına karşı dayanıklılıkları çok iyidir. Kolay yıkanır, temizlenir ve leke tutmaz. Bu özellikleri nedeniyle otomobil döşemelerinde ve dış mekânlarda kullanılacak döşemeliklerde kullanılır.
Polivinilalkol lifleri:
Bu lifler yaş eğirme yöntemine göre elde edilir. Polivinil alkol liflerinden çeşitli filtrelerin, balık ağlarının ve spor giysilerin yapımında yararlanılır. Ayrıca pamuk, viskoz ve ipek lifleri ile karıştırılarak eşarp ve fular yapımında da kullanılmaktadır.
Poliolefin Lifleri
Poliolefin lifleri ilk olarak İtalya ve Almanya’da üretilmiştir. ABD’de üretimi ise 1960 yılında başlamıştır. Poliolefin lifleri, doymamış hidrokarbonların polimerleşmesi ile elde edilen liflerdir.
Poliolefin lifleri:
1-polietilen lifleri
2-polipropilen lifleri
3-politetrafluoroetilen lifleri (teflon)
Olmak üzere üç grupta incelenir.
POLİPROPİLEN LİFLERİ
Bir petrol ürünü olan propilenin uygun katalizörler ile 25 – 30 atmosfer basıncı altında 100 °C’ de polimerizasyonu ile elde edilmektedir. Polipropilen lifleri günümüzde yumuşak çekim veya düzesiz çekim yöntemine (film yarma tekniği) göre elde edilir.
Polipropilen Liflerinin Fiziksel Özellikleri
Enine kesit ve boyuna görünüş:
Polipropilen liflerinin enine kesitleri genelde yuvarlak boyuna görünüşleri ise silindiriktir. Lif yüzeyi pürüzsüz görünür.
Renk ve parlaklık:
Polipropilen lifleri renksiz olarak üretilir. Üretim sırasında polimer sıvısı boyanarak istenilen renkte lif elde edilebilir.
İncelik ve Uzunluk: Polipropilen liflerinin çeşitli uzunluklarda üretilebilir. Kullanım alanına bağlı olarak filament hâlde olabileceği gibi kesikli (stapel) şekilde de olabilir.
Mukavemet: Polipropilen liflerinin mukavemeti yüksektir. Polipropilen liflerinin mukavemeti 3 – 5 gr/denye arasındadır.
Nem çekme özelliği: Polipropilen lifleri bünyelerine hiç nem çekmez. Nem çekmediği için su ile bulaşan lekelerden etkilenmez. Polimer çözeltisi renklendirildiği zaman boyanabilir.
Sürtünmeye karşı dayanıklılık: Polipropilen liflerinin sürtünmeye karşı dayanıklılığı çok iyidir.
Boyut değiştirmezlik: Polipropilen liflerinin boyut değiştirmezliği mükemmeldir. 120°C’nin üzerindeki sıcaklıklarda ürünler büzüşür.
Esneklik ve yaylanma özelliği: Polipropilen liflerinin esneklik özelliği çok iyidir, yaylanma özelliği ise iyi değildir.
Hacimsel yoğunluk: Polipropilen liflerinin özgül ağırlığı çok düşük olup 0, 92gr/cm³tür. Bu lifin sudan da hafif olduğunu gösterir.
Polipropilen Liflerinin Kimyasal Özellikleri
Kimyasal maddelerden etkilenme:
Polipropilen liflerinin asitlere ve alkalilere karşı dayanıklılığı iyidir. Kuru temizlemede kullanılan çözücüler life zarar verebilir. Bu yüzden yıkama yapılması daha iyidir ve önerilir.
Çevresel faktörlere karşı dayanıklılık: Polipropilen lifleri uzun süre güneş ışığı etkisi altında kalırsa lif zarar görür. Bakteri, mantar, küf, güve ve diğer zararlı böcekler liflere zarar vermez.
Elektriklenme özelliği:
Polipropilen liflerinin elektrik iletme özelliği düşüktür. Nem çekmedikleri için ürünlerde statik elektriklenme problemi ile karşılaşılır. Bitim işlemleri ile bu problem giderilebilir.
Isıdan etkilenme özelliği: Polipropilen liflerinin erime noktası 170 °C civarındadır.
Yanma özelliği: Polipropilen lifleri alevle karşılaştığında yanarak erir. Alev çekildikten sonrada lifler kendi kendini söndürür. Kimyasal bir koku veya parafin kokusu çıkar. Siyah bir is bırakır. Külü oldukça serttir.
Polipropilen Liflerinin Kullanım Alanları
Polipropilen lifleri çeşitli giysilerde, döşemelik kumaş, halı ve endüstriyel alanda oldukça geniş bir kullanım alanına sahiptir. Tek başlarına veya diğer liflerle karıştırılarak kullanılabilir.
Giyim: İç giyim, çorap, çocuk giysilerinde, çeşitli ipliklerin yapımında, özellikle lifin nem çekmemesi nedeniyle ve sürtünmeye karşı dayanıklı oluşlarından spor giysilerinde kullanılır.
Ev tekstili: Polipropilen lifleri, battaniye, halı ve halat yapımında jüt ve benzeri liflerin yerini almaktadır. Polipropilen lifleri özellikle halı ve döşemelik kumaş yapımında kullanılmaktadır. Battaniye yapımında yün lifleri ile karıştırılarak kullanılır.
Endüstriyel tekstil: Çeşitli filtre kâğıdı, balık ağ ve kayış yapımında kullanılmaktadır. Polipropilen liflerinden yat döşemeleri ve otomotiv sektöründe de yararlanılmaktadır.
Elastomer Lifleri
Poliuretan, glikol ile diizosiyanat bileşiklerinin reaksiyonundan elde edilir. Bu lif ilk olarak Almanya’da üretilmiştir. İlk üretilen bu lifler sert tutumlu olduğundan tekstilde kullanım alanı yaygınlaşmamıştır. Esneklikleri çok yüksek olan poliuretan lifleri elastomer lif grubuna girer.
SPANDEX LİFLERİ
Yapısında % 85 oranında poliuretan polimerleri bulunan sentetik liflere spandex adı verilir. Spandex lifleri 1958 yılında ABD’de üretilmiş ve 1959 yılında piyasaya sürülmüştür.
Spandex liflerinin enine kesitleri yuvarlak ve yer fıstığı şeklinde, yüzeyleri genelde pürüzsüzdür. Spandex lifleri 0,7–1 gr/denye gibi çok düşük bir mukavemete sahiptir. Spandex liflerinin en önemli özelliği kopma anındaki uzama yüzdesinin % 400–700 arasında olmasıdır. Liflerin nem çekme yeteneği % 1 – 1,4 oranındadır.
Spandex liflerinin kimyasal maddelere karşı dayanıklılığı iyidir. Bakteri ve mikroorganizmalar life zarar vermez. Güneş ışığına karşı dayanıklıdır. Spandex lifleri alevle karşılaştığında kimyasal bir koku çıkararak yanar ve siyah, yumuşak bir kül bırakır. Liflerin erime noktası 230 – 270 °C arasında değişmektedir.
Spandex lifleri başka liflerle birlikte kullanılır. Bu liflerin üzeri bazen pamuk, viskoz ve naylon lifleri ile kaplanabilir. Esnekliği iyi olan mayo, iç çamaşırı, çorap konçları, çorap, dizlik, çeşitli dans ve spor giysilerinde kullanılmaktadır. Cerrahi bant ve korse yapımında da kullanılır. Çeşitli kumaşlarda ve trikolarda spandex liflerinden yararlanılır.
SENTETİK LİFLERİN ORTAK ÖZELLİKLERİ
Renk: Çekim sırasında çözeltiye renk pigmentleri eklenmediği takdirde çoğunlukla renkleri beyazdır.
Uzunluk: Tüm sentetik lifler filament olarak elde edilir. İstenildiği takdirde kesilir.
Enine kesit: Düze deliklerinin şekli lifin enine kesitini belirler.
İncelik: Düze deliklerinin çapı lifin inceliğini belirler.
Parlaklık: Genelde parlak liflerdir, kullanım alanına göre yarı mat veya mat olarak da elde edilebilir.
Sürtünmeye karşı dayanıklılık: Sürtünmeye karşı dayanıklılıkları iyiden mükemmele doğru değişiklik gösterir. Yıpranma belirtisi olmadığı için giysiler uzun süre yeni görünür. Bu özelliği en düşük olan lif akriliktir. Sürtünmeye karşı dayanıklı olduklarından renkleri de kolay bozulmaz.
Mukavemet: İyiden mükemmele doğru değişiklik gösterir.
Tüylenme: Özellikle kesikli olarak üretilen liflerde problem olabilir.
Yaylanma yeteneği: Mükemmeldir. Bu nedenle daha az buruşur.
Hacimsel yoğunluk: Liflere göre değişiklik gösterse de genelde lifler hafiftir.
Nem çekme özelliği: Nem çekme özellikleri çok düşük olduğundan ürünler çabuk kurur. Yıkandığında çekmez ve zor boyanır. Su ile bulaşan lekelere karşı dayanıklıdır.
Güneş ışığına karşı dayanıklılık: Güneş ışığına karşı dayanıklılığı iyiden mükemmele doğru değişiklik gösterir. Perde, iç ve dış mekânlarda kullanılacak halı ve döşemelik kumaş üretiminde tercih edilir.
SENTETİK LİFLERİN ORTAK FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ
Kimyasal maddelerin etkisi: Birçok kimyasal maddeye karşı dayanıklıdır. Kimyasal maddelerle uğraşılan işlerde koruyucu giysi yapımında yararlanılır.
Isıya karşı hassasiyet: Ütüleme sırasında ütünün çok sıcak olması durumunda sentetik kumaşlar büzüşür daha sonra da erir. Sigara yanığı ürün üzerinde delik oluşmasına neden olur.
Mantar ve güvelerin etkisi: Mantar ve güvelere karşı dayanıklı olduğundan saklanmaları bir sorun yaratmaz.
Yağ çekme özelliği: Lifin içine işleyen yağ lekeleri sadece kuru temizleme ile çıkarılabilir.
Statik elektriklenme: Giysiler giyen kişinin üzerine yapışırken özelikle soğuk ve kuru havalarda statik elektriklenme olur.
Güç tutuşurluluk: Life göre zayıftan mükemmele doğru değişiklik gösterir.
SENTETİK LİFLERİN ORTAK KİMYASAL ÖZELLİKLERİ
Yıkama: Çamaşır makinesinde yıkanabilir. 40°C’ de yıkanmalıdır. Ağartıcılar Kullanılabilir. Optik ağartıcılar kullanılmalıdır.
Kurutma: Asarak veya kurutma makinesinde kurutulabilir.
Ütüleme: Ütü yapılması gerektiğinde dikkatli olunmalı, düşük sıcaklıklar tercih edilmelidir.
Kuvvetli deterjanlar: kullanılabilir.
Yağ lekelerinin çıkarılması: Yağ lekelerinin çıkarılması için öncelikle bir ön hazırlık yapılmalı veya kuru temizlemeye verilmelidir.
Saklama: Mantar, güve gibi böceklerin ürünler üzerinde olumsuz bir etkisi olmadığından saklanmaları problem değildir.
SENTETİK LİFLERİN BOYUNA GÖRÜNÜMÜ VE ENİNE KESİT ÖZELLİKLERİ
Poliamid lifleri (naylon, perlon rilsan)
Boyuna görünüm: Poliamid lifleri mikroskop altında düzgün bir silindir, cam bir çubuk görünümündedir.
Enine Kesit: Yuvarlaktır.
Poliester lifleri
Boyuna görünüm: Poliester lifleri mikroskop altında düzgün bir çubuk şeklinde görülür.
Enine Kesit: Yuvarlaktır.
Akrilik lifleri
Boyuna görünüm: Akrilik liflerinin boyuna görünümleri pürüzsüz, büklümlü ve çizgilidir.
Enine Kesit: Yaş eğirme yöntemine göre üretilen akrilik liflerinin enine kesiti yuvarlak veya fasulye şeklindedir. Kuru eğirme yöntemine göre elde edilen akrilik liflerinin enine kesiti yer fıstığı şeklindedir.
Modakrilik lifleri
Boyuna görünüm: Modakrilik liflerinin boyuna görünümleri pürüzlü ve boyuna çizgilidir.
Enine Kesit: Enine kesiti tırtıklı, U şeklinde veya yerfıstığı şeklindedir.
Polivinil klorür lifleri
Boyuna görünüm: Boyuna görünümleri düzgündür.
Enine Kesit: Enine kesiti yuvarlağa yakındır.
Polipropilen lifleri
Boyuna görünüm: Boyuna görünümleri silindiriktir. Lif yüzeyi pürüzsüz görünür.
Enine Kesit: Enine kesitleri genelde yuvarlaktır.
Polietilen lifleri
Boyuna görünüm: Boyuna görünümleri düz ve üstleri pürüzsüzdür.
Enine Kesit: Enine kesiti daire biçimindedir.
Polivinilalkol lifleri
Boyuna görünüm: Boyuna görünümleri düz ve pürüzsüzdür.
Enine Kesit: Enine kesiti yassı fasulye biçimindedir.
Poliuretan lifleri
Boyuna görünüm: Boyuna görünümleri düzgündür.
Enine Kesit: Enine kesiti genelde yuvarlaktır.
SENTETİK LİFLERİN ALEVE KARŞI TEPKİLERİ VE YANMA KAREKTERİSTİK ÖZELLİKLERİ
Poliamid lifleri (naylon, perlon rilsan)
Yanış şekli: Önce erir, sonra yanar. Alevden çıkarılınca yanmaya devam eder. İssiz yanar, söndükten sonra beyaz duman çıkarır.
Koku: (naylon, perlon rilsan) :Hafif yanık saç kokusu, pridin gibi kokar.
Kalıntı: Kremsi, sarı, kahverengi boncuk şeklinde sert kalıntısı vardır.
Poliester lifleri
Yanış şekli: Önce erir, sonra yanar. Alevden çıkınca yanmaz. Dumanı isli ve siyahtır.
Koku: Tatlı aromatik keskin kokuludur.
Kalıntı: Külü kremsi-sarı, kahverengi boncuk şeklinde ve sert kalıntısı vardır.
Akrilik lifleri
Yanış şekli: Önce erir, sonra yanar. Alevden çıkarılınca sönmez. Hızlı ve siyah isli olarak yanmaya devam eder.
Koku: Yanık et kokusu, tatlı hoş kokulu bir koku verir.
Kalıntı: Siyah, sert şekilsiz kalıntı verir.
Modakrilik lifleri
Yanış şekli: Önce erir, sonra yanar Alevden çıkarılınca kendini söndürür.
Koku: Keskin bir kimyasal koku verir.
Kalıntı: Siyah, sert şekilsiz kalıntı verir.
Polivinil klorür lifleri
Yanış şekli: Önce erir, sonra yanar. Alevden çıkarılınca söner isli yanar, söndükten sonra beyaz duman çıkarır.
Koku: HCL gibi kokar, keskin ve öksürtücüdür.
Kalıntı: Gevşek, siyah kalıntı verir.
Polipropilen lifleri
Yanış şekli: Erir. Yanmaz, beyaz dumanlar çıkartır.
Koku: Yanan mum kokusu verir.
Kalıntı: Gevşek kahverengi kalıntı verir.
Polietilen lifleri
Yanış şekli: Önce erir, sonra yanar. Alevden çıkarılınca yanmaya devam eder. Dumanı issiz ve beyazdır.
Koku: Yanan mum kokusu verir.
Kalıntı: Gevşek kahverengi kalıntı verir.
Polivinilalkol lifleri
Yanış şekli: Erir. Hızlı yanar, alevden çıkınca yanmaya devam eder.
Koku: Yanık şeker kokusu verir.
Kalıntı: Gevşek kahverengi gevrek kalıntı verir.
Poliuretan lifleri
Yanış şekli: Erir. Yanar, alevden çıkınca yanmaya devam eder. İssiz yanar.
Koku: Hoş olmayan fare pisliği kokusu verir.
Kalıntı: Kahverengi sert kalıntı verir.
SENTETİK LİFLERİN KURU DETİLASYON ÖZELLİKLERİ
Poliamid lifleri
Turnusol kâğıdı: Bazik
Ph: 10 - 11
Poliester lifleri
Turnusol kâğıdı: Asidik
Ph: 3 – 4
Akrilik lifleri
Turnusol kâğıdı: Bazik
Ph: 10 - 11
Polivinilklorür lifleri
Turnusol kâğıdı: Asidik
Ph: 2 – 3
Polivinilalkol lifleri
Turnusol kâğıdı: Asidik
Ph: Asidik
Polietilen lifleri
Turnusol kâğıdı: Zayıf asidik
Ph: 5 – 6
Polipropilen lifleri
Turnusol kâğıdı: Zayıf asidik
Ph:6-7
Poliuretan lifleri
Turnusol kâğıdı: Bazik
Ph: 10 - 11
Yapımında başlangıç maddesi olarak doğal hammadde (selüloz veya protein) kullanılan, kimyasal işlemlerle esas molekül yapısı bozulmadan elde edilen liflere rejenere lif denir. Rejenere lifler, doğal polimerlerden kimyasal ve fiziksel işlemlerle yeniden şekillendirilerek bir lif çekim yöntemiyle filament hâlinde üretilirler. Doğal polimer maddenin kaynağına göre rejenere elyaf iki çeşittir: selüloz esaslı lifler ve protein esaslı lifler.
SELÜLOZ ESASLI SUNİ LİFLER
Rejenere elyafı oluşturan doğal polimer olarak selüloz alınmışsa rejenere selülozik elyaf adı verilir.
Rayon ve Floş
Filament hâldeki rejenere selüloz elyafına verilen isimdir. Doğal kaynaklı insan yapısı elyaf üretiminin en önemli temsilcisidir. Ülkemizde rayon üretimi yapan işletme çok az olduğundan, genelde ithal edilerek kullanılmaktadır. Selüloz kökenli rejenere elyaf çeşitleri şunlardır:
Viskoz lifleri,
Modal lifleri,
HWM (High Wet Modulus Rayonu),
Asetat lifleri,
Triasetat lifleri,
Nitrat rayonu,
Bakır rayonu.
Bunlardan nitrat ve bakır rayonunun günümüzde üretimi yoktur. Viskoz ve modifiye viskoz liflerinin üretimi önemlidir. Asetat ve triasetat liflerinin özellikleri, diğer rayon kökenliler gibi selüloz esaslı olmalarına rağmen, hidrofob (su itici) karakterli sentetik kimyasal liflere benzemektedir. Doğal selüloz kaynakları, linter ve ağaç selülozudur. En kaliteli rejenere selüloz lifi, linterden elde edilir.
Viskoz elyafı genellikle iki şekilde elde edilmektedir: Viskoz rayon (filament hâlde) ve Viskon (ştapel hâlde) elde edilir.Viskozüretimi için odundan ve linterden elde edilen selüloz hammaddesi kostik soda ve sodyum bisülfit ile işlem görerek yabancı maddelerden arındırılır. Selüloz hamuru kostik soda çözeltisi (NaOH) ile işlem görerek alkali selüloz hâline dönüşür. Alkali selüloza, ön olgunlaştırma işleminden sonra karbon sülfür (CS2) ilave edilerek selüloz ksantat elde edilir. Seyreltik sodyum hidroksit ilavesi ile de ham viskoz çözeltisine dönüştürülür. Filtreleme ve ard olgunlaştırma işleminden sonra viskoz çözeltisi asitli bir banyoya düzelerden fışkırtılarak yaş çekim yöntemiyle katı hâlde viskoz filamentleri elde edilir.
Katılaşan filamentler, germe - çekme, yıkama ve kurutma işlemlerinden sonra bobine sarılarak viskoz rayon iplik elde edilir. Filamentler tow (kablo) şeklinde bir araya getirilir. Kesme işlemi ile de ştapel (kesikli) hâle dönüştürülür. Yıkama ve kurutma işlemlerinden sonra balyalanır ve viskon elyafı elde edilir Balya hâlinde işletmelere sevk edilir. Viskon, kesikli rejenere selüloz elyaftır ve genel özellikleri bakımından pamuğabenzemektedir.
Viskoz Rayonu
Selüloz esaslı rejenere lifler içinde en önemlisi ve en çok kullanıma sahip olan liftir. Viskoz rayonu, kimyasal lif çekim yöntemlerinden yaş çekim metodu ile üretilmektedir.
Viskoz Rayon Elyafının Fiziksel Yapı ve Özellikleri
Mikroskobik görünüş: Elyaf boyunca uzanan çizgiler vardır. Enine kesiti ise, girintili çıkıntılıdır.
Uzunluk: Genelde filament hâldedir. Kullanım yerine göre istenilen uzunlukta kesilerek viskon elyafı elde edilir.
İncelik: 50-900 denye incelikte iplik üretilebilir. Monofilament inceliği ise 1-1,5 denyedir.
Renk: Özel olarak matlaştırılmamış ise üretildiğinde şeffaftır.
Parlaklık: Üretildiklerinde parlaktırlar.
Mukavemet (kuru): Kuru dayanımları viskoz rayonda iyi, modalda mükemmeldir. Viskoz reyonunda mukavemet 2-3 gr/denye civarındadır.
Mukavemet (yaş): Yaş hâlde iken mukavemette % 30-50 arasında düşme olur.
Uzama Mukavemeti: Viskoz lifleri; kuru hâlde % 10-11, yaş hâlde % 25-35 uzarlar.
Rezilyans (yaylanma): Viskoz rayonu düşük, modal iyi yaylanma (rezilyans) yeteneğine sahiptir. Modalın tutum özellikleri, yüksek kaliteli pamuğa benzer.
Nem alma: % 10-16 arasında nem alımı ile doğal selülozik liflerden daha hidrofildir. Daha çok su absorbladıkları için daha yavaş kururlar. Yavaş kurumaları, nemi çabuk emmelerinden de kaynaklanır.
Sıcaklık: Güneş ışığından etkilenerek, dayanım kaybına uğrarlar. 150 °C'nin üzerinde güç kaybederler. Ütüleme sıcaklığı, 135 °C civarındadır.
Alev alma: Kolay ve çabuk yanarlar.
Statik Elektriklenme: Çok fazla statik elektriklenme problemleri yoktur.
Pilling (boncuklanma): Daha çok filament hâlinde kullanımı nedeniyle pilling problemleri yoktur.
Yoğunluk: 1,50 g/cm³ yoğunluk ile pamuktan daha düşük, poliesterden daha yüksek yoğunluğa sahiptir.
Kullanım Özellikleri
Termoplastik özellik taşımaz. Viskoz rayonu iyi bir iletkendir. Viskoz rayon genel özellikleri bakımından, pamuğa benzese de lif üretiminde, boyama ve baskıda, apre işlemlerinde uygulanan çeşitli etkilere karşı reaksiyonu farklıdır. Pamuk gibi ana yapısı %100 selüloz olmasına rağmen, polimerleşme derecesi daha düşük olduğundan; pamuktan daha mukavemetsiz, kimyevi maddelere karşı da direnci daha azdır.
Viskoz Rayon Elyafının Kimyasal Özellikleri
Asitler: Kuvvetli asitlerden etkilenir. Sıcak sulandırılmış mineral asitler veya soğuk yoğun asitler lifi çürütür.
Bazlar (alkaliler): Bazlara karşı dayanımları pamuktan düşüktür. Kuvvetli bazlar dayanıklılığını azaltır.
Organik Çözücüler: Kuru temizleme yapılabilir. Kuru temizleme maddelerine karşı dirençlidir.
Ağartma maddeleri: Yükseltgen ve indirgen maddelerin etkisi pamukta olduğu gibidir. Sodyum hipoklorit (NaCIO) gibi beyazlatıcılardan etkilenir.
Küf ve mantar: Temiz ve kuruyken, küf ve mantar oluşumuna dayanıklıdır. Dayanımları nem ve sıcaklığa bağlıdır. Uygun ortamda küf ve mantarlar renk atmalarına neden olur.
Güveler, böcekler: Güvelere dayanıklıdır. Bazı böcekler dolaylı olarak zarar verebilirler.
Işık, atmosfer koşulları: Güneş ışığında uzun süre kaldığında zarar görür.
Su: Şişme olur. Islakken dayanımı azalır.
Boyama: Boyarmaddelere karşı olan afinitesi (ilgisi) pamuklu materyale göre daha fazladır. Direkt, küp ve kükürt boyarmaddeler ile boyanabilir.
Doğal ipeğe benzediğinden, dayanıklılık gerektirmeyen yerlerde, doğal ipeğin yerine kullanılır. Elbise, gömlek, gecelik, ceket, perde ve döşemelik kumaş, tıbbi mamul, non-woven kumaş üretimi, ev tekstil ürünleri vb. alanlarda kullanılır.
Asetat Rayonu
Asetat ipeği üretimi için odun hamuru, pamuk linteri veya artıkları kullanılır. Önceden sodyum hidroksit (NaOH) ile işlem görmüş olan odun hamuru, sodyum hipoklorit (NaClO) ile ağartılır ve kurutulur. Kurutulmuş selüloz hammaddesi, asetik asit içinde ıslatılarak şişirilir. Bu işlemde katalizör olarak sülfirik asitle beraber çinko klororür de kullanılır. Şişirilmiş selüloza asetik anhidrit eklenerek asetilasyon işlemi gerçekleştirilir. Bu reaksiyon ekzotermik (dışarıya ısı verebilen) olduğundan karışımın dıştan soğutulması gereklidir. 6-7 saat sonra selüloz tamamen esterleşerek jelâtinimsi viskoz hâle dönüşür.
Viskoz sıvı % 50’lik asetik asit çözeltisi ilave edilerek kısmen hidroliz edilir. Hidrolizin derecesi karışımdaki asetat yüzdesi ile belirlenir. Asetat yüzdesi % 45-55 olduğunda primer asetat, sekonder asetat veya 2,5 asetat denilen bileşiğe dönüşmüş olur. Elde edilen sekonder asetat su dolu kaba dökülür ve beyaz toz hâlinde çöktürülür. Süzülür, yıkanır ve kurutulur. Sekonder asetat ağırlığının üç katı kadar asetonda çözündürülür. Çözünme 24 saat sonra tamamlanarak lif çekimine hazır duruma gelinir. Önce çözelti vakumlanır ve süzülür. Kuru çekim yöntemi ile filament haline getirilir. Sekonder asetat ayrıca 230 °C'a kadar ısıtılıp eritilerek yumuşak çekim yöntemi ile de filament halinde çekilebilir. Dayanıklılığını artırmak için germe çekme işlemi uygulanır ve bobine sarılır. Asetat ve triasetat elyafının fiziksel yapı ve özellikleri aşağıda verilmiştir.
Asetat Elyafının Kimyasal Özellikleri
Asitler: Leke çıkarmada kullanılan asitlerden etkilenmezler. Konsantre kuvvetli asitler ise elyafı parçalar.
Bazlar (alkaliler): Sulu bazların etkisi azdır. Kuvvetli bazlardan zarar görürler.
Organik çözücüler: Etkilenmez.
Ağartma maddeleri: Tavsiye edilen konsantrasyonlarda ağartıcılarının kullanımından zarar görmezler.
Küf ve mantar: Küfe karşı dirençlidirler, fakat renkte solmalara neden olabilir.
Güveler ve böceklere dayanımı: Dayanıklıdırlar.
Işık, atmosfer koşulları: Asetat güneş ışığında uzun süre kaldığında zayıflar.
Su: Şişme ve çekme gibi etkiler olmaz. Çok çabuk kurur. Islakken dayanımı azalır.
Boyama: Asetat, pamuk boyar maddeleri ve özel boyalar ile boyanır.
Asetat Elyafının Fiziksel Yapı Ve Özellikleri
Mikroskobik görünüş: Asetat pürüzsüz bir yüzeye sahiptir ve boyuna çizgileri viskoz rayonundan daha seyrektir. Loblu bir kesiti vardır.
Uzunluk: Genelde sınırsız uzunlukta filament hâlindedir. Kullanım yerine göre istenilen uzunlukta ştapel hâlinde kesilebilir.
İncelik: Genelde ince numaralarda 1-5 dtex arasında üretilebilirler.
Renk: Özel olarak matlaştırılmamış ise şeffaf renktedir.
Parlaklık: Üretildiklerinde parlak olup kullanım amacına göre matlaştırılabilirler. Parlak, yarı parlak veya mat hâlde olabilirler.
Mukavemet (kuru): Çok iyi değildir. Mukavemetleri 1,5-2 g/denye arasındadır.
Mukavemet (yaş): Yaşken mukavemet düşer. Islandığında mukavemette % 30 oranında düşme olur.
Uzama elastikiyeti: Çok yüksek değildir. % 25-30 arasında bozulmadan uzayabilirler.
Rezilyans (yaylanma): Orta derecededir, yaylanma özelliği naylondan düşük, pamuktan yüksektir.
Nem alma: % 6,5 nem alabilir.
Sıcaklık: Ütüleme sıcaklığı, 160 °C, Düşük ısılarda ütülenmelidir.
Alev alma: Her ikisi de yavaş yanar. Geriye kalan eriyik ciddi yanmalara sebep olabilir.
Statik elektriklenme: Statik elektriklenme derecesi düşüktür.
Pilling özelliği (boncuklanma): Boncuklanmaz.
Yoğunluk: 1,31g/cm³, civarındadır. Pamuk ve poliesterden düşük akrilik ve naylondan yüksek yoğunluk değerine sahiptirler.
Filament iplik hâlinde üretilenler; abiye giysilik kumaşlar, pelüş, kadife, dekorasyon amaçlı kumaşlar, kürk ve manto için astarlık kumaşların üretiminde kullanılır. Kesikli liflerden eğrilen iplikleri; fantazi iplikler, elbiselik kumaşlar, takım elbiselik ve mantoluk kumaşların üretiminde kullanılır.
PROTEİN ESASLI LİFLER
Doğal polimerlerden olan protein maddeleri de değiştirilerek veya rejenere edilerek farklı elyaf türleri elde edilmektedir. Bunlar için başlangıç maddesi olarak genellikle hayvansal (süt kazeini) veya bitkisel protein (mısır proteini, soya fasulyesi ve yer fıstığı proteinleri) kullanılmaktadır. Genel üretim metodu olarak; protein içeren başlangıç hammaddesinden protein ayrıştırılır, uygun bir çözücüde çözündürülür, yaş veya kuru çekim yöntemlerine göre filament elde edilir.
Rejenere protein elyafa genel olarak azlon da denilmektedir. Azlon üretiminde hammadde olarak bitkisel ve hayvansal kökenli protein kullanılabilir. Rejenere protein elyafın tutum ve sıcak tutma özellikleri çok iyi olmasına rağmen, fiziksel özellikleri birçok elyafa göre iyi değildir. Yün ve selüloz lifleri ile karıştırılarak pelüş yapımında kullanılır. Yaş mukavemetinin çok düşük olması, tek başına kullanımına olanak vermemektedir. Ana yapısı protein olduğundan; yumuşaklık, sıcak tutma, kırışıklıkların giderilmesi ve boyar maddelere afiniteleri gibi özellikleri yüne benzer.
Bitkisel Protein Esaslı Suni Lifler
Zein (Vicara)
Zein, mısırda bulunan bitkisel proteine verilen isimdir. Mısırdan zeinin ayrılması sudkostik (NaOH) ve asitle çöktürme ile sağlanır. Zein, mısırdan nişasta elde edilmesi sırasında % 70’lik izopropil alkol ilavesi ile ayrıştırılır. Alkol buharlaştırılır ve açık sarı renkte toz hâlinde zein elde edilir. Ardından bu madde sudkostik çözeltisinde çözünür.
Çözelti daha sonra filtrelenir, havası alınır ve 24 saat olgunlaştırma için bekletilir. İçinde sülfürik asit, asetik asit ve çinko sülfat bulunan asidik kogülasyon banyosunda düzelerden pompalanarak yaş çekim yöntemi ile filament hâline getirilir. Kesikli lif yapılacaksa filamentler yıkanır, kıvrım verilir, kurutulur ve kesilerek ştapel hâle getirildikten sonra balyalanır.
Zein Elyafın Fiziksel Yapı ve Özellikleri
Mikroskobik görünüş: Enine kesiti dairesel, uzunluğuna görünüşü ise içi boş cam çubuğa benzemektedir.
Uzunluk: Genelde filament hâldedir. Birlikte kullanılacağı lif uzunluğuna göre istenilen uzunlukta kesilebilir.
İncelik: İnceliği 2-15 denye arasındadır.
Renk: Hafif sarımsı renklidir.
Parlaklık: Üretildiklerinde parlaktırlar. Daha sonra kullanıma göre matlaştırılabilirler.
Mukavemet (kuru): 1,2 g/denye,
Mukavemet (yaş ): Yaş mukavemeti daha düşüktür. 0,60 g/denye,
Uzama elastikiyeti: % 5 gerildiğinde esnekliği % 100'dür.
Nem alma: Ticari nemi % 13 olup, % 40'a kadar nem çekebilir.
Sıcaklık: Kolayca ütülenebilir.
Yoğunluk: 1,25 cm³’tür.
Zein Elyafının Kimyasal Özellikleri
Asitler: Asitlere karşı yün ve ipekten daha dayanıklıdır.
Bazlar (alkaliler): Alkalilere karşı hassastırlar. Kuvvetli alkalilerin sıcak çözeltisi life zarar verir.
Ağartma maddeleri: Tavsiye edilen konsantrasyonlarda ağartıcılarının kullanımında tehlike yoktur.
Küf ve mantar: Küf ve mantarlardan etkilenmezler.
Güveler, böcekler: Dayanıklıdırlar.
Işık, atmosfer koşulları: Güneş ışığında uzun süre kalırsa zarar görebilir.
Su: Kolay yıkanır.
Yün, pamuk, viskon ve naylonla karıştırılarak kadın ve erkek giysi kumaşları, triko ve jarse kumaşlarla bebek giysileri, battaniye üretiminde kullanılır.
Soya Fasulyesi (Silkool)
Soya fasulyesi, % 35 oranında bitkisel proteine sahiptir. Yağı alınmış soya fasulyesi % 0,1'lik sodyum sülfat çözeltisi ile işleme alınır. Elde edilen protein çözeltisi pH=4,5 oluncaya kadar sülfirik asit ile muamele edilir. Bu değerde soya fasulyesi proteini çöker. Çözelti (protein maddesi) seyreltik sodyum hidroksitte (NaOH) çözündürülür. Elde edilen çözelti filtrelenip havası alındıktan sonra düzeden geçirilerek asidik banyo ile filament hâline getirilir.
Soya fasulyesi elyafı doğal kıvrımlı bir yapıya sahiptir. Rengi beyazdan açık ten rengine kadar değişen yarı parlak ve yumuşak bir elyaftır. Yaş mukavemeti düşüktür. Kuru halde % 40, ıslakken % 60 uzayabilir. % 10-13 oranında nem çeker. Kimyasal özellikler bakımından diğer protein liflerine benzer. Diğer kimyasal veya doğal liflerle karıştırılarak kullanılır. Üst giyim amaçlı kumaşların üretiminde kullanılmaktadır.
Yer Fıstığı Lifleri (Ardil)
Yer fıstığı, protein ve yağ bakımından oldukça zengin bir bitkisel üründür. Yağı alınmış yer fıstığı proteini, seyreltik sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisi ile ayrıştırılır. Protein çözeltisi olgunlaştırılıp süzülür ve havası alınır. Düzelerden asidik banyoya gönderilerek yaş çekim yöntemi ile filament elde edilir. Ardil elyafı esnek ve kıvrımlı bir yapıya sahiptir. Krem renginde ve yumuşak tutumludur. Esneklik ve kıvrımlı yapısından dolayıyün elyafına benzer. Yün, pamuk ve rayon ile karıştırılarak kullanılabilir. Genellikle, üst giyim amaçlı kumaşların üretiminde kullanılmaktadır.
Hayvansal Protein Esaslı Suni Lifler (Kazein)
Kazein
yağı alınmış sütten elde edilen hayvansal protein elyafıdır. Kazein elyafı elde etmek için önce süt pıhtılaştırılır, suyu süzülür ve geri kalan posası toz hâline getirilir. Seyreltik sodyum hidroksit çözeltisinde çözündürülür. Çözelti olgunlaşmaya bırakılır. Filtre edilir ve vakumla havası alındıktan sonra düzelerden asidik banyoya gönderilerek yaş çekim yöntemi ile filament elde edilir. Formaldehit banyosundan geçirilerek sertleştirilir. Filament kabloları yıkama ve kurutma işlemlerinden sonra kıvrım verilerek kesilir ve ştapel elyaf hâlinde balyalanır. Kazein elyafın yünden daha parlak ve yumuşak bir tutumu vardır.
Mukavemeti 0,3-1 g/denye arasındadır. Esneme ve şişme özelliği yüksektir. Kuru halde % 50-70, yaş halde iken % 100'e yakın esnekliğe sahiptir. Yoğunluğu 1,29 g/cm³'tür. % 14 oranında nem çeker. Yakıldığında erir ve yanık süt kokusu duyulur. Yüne benzemesi nedeniyle asitlere karşı dayanıklı, alkalilere karşı hassastır. Güve, böcek ve mikro organizmalardan yün elyafı kadar zarar görmezler, ancak nemli ortamda olumsuz etkilenebilirler. Genellikle kesik elyaf hâlinde yünle karıştırılarak kullanılır. Mukavemetinin düşük olması ve suya dayanıklılığının az oluşu nedeniyle kullanımı sınırlıdır. Karışım olarak kullanıldığında mamul ürünlere dolgunluk, yumuşaklık, sıcak tutum gibi özellikler kazandırır. Trikotaj ürünlerinde kullanımı tercih edilir.
Rejenere Liflerin Aleve Karşı Tepkileri Ve Yanma Karakteristik Özellikleri
Rayon viskon: Ateşe yaklaşırken alevden uzaklaşmaz, hemen yanar. Pamuk lifinden daha çabuk tutuşur ve yanar. Ateşten uzaklaşınca yanmaya devam eder, yavaş yavaş sönmekte olan bir ateş bırakır. Yanmış kağıt kokusu verir. Çok az miktarda hafif kabarık kül bırakır.
Asetat: Ateşe yaklaşırken alevden kaçarak erir ve yanar, Hızlı yanar ve erir, Alevden uzaklaştırılınca eriyerek hızlı bir şekilde yanmaya devam eder. Asetik asit (sıcak sirke) kokusu verir. Kırılgan, siyah ve şekilsiz topak halinde kalıntı bırakır.
Azlon: Ateşe yaklaşırken erir ve ateşten kıvrılarak kaçar. Yavaş bir şekilde yanar. Alevden uzaklaştırılınca bazen kendiliğinden söner. Yanık saç kokusu verir. Kalıntı ise topak halinde kabarcıklı kül şeklindedir. Kalıntısı kırılgandır ve kolaylıkla ezilir.
Kuru Destilasyon Testi
Kuru destilasyon testi, tekstil liflerinin cam tüp içinde ısıtılıp yakılmasıyla çıkan gazların pH değerinin tespit edilmesi esasına dayanır. Bir miktar lif numunesi kuru bir deney tüpü içerisine konarak yavaş yavaş ısıtılır. Isıtma sonunda çıkan gazlara pH kâğıdı tutularak gazların asidik veya bazik oluşuna göre (pH değerine göre) lif cinsi tayin edilir.
Rejenere Liflerin Kuru Destilasyon Sonuçları
Asetat lifleri: Turnosol kâğıdı, asidik (kırmızılaşır), pH: 2-3,
Rejenere protein lifleri: Turnosol kâğıdı, bazik (mavileşir), pH: 9-10,
Rayon, Viskon lifleri: Turnosol kâğıdı, asidik (kırmızılaşır), pH: 5-6