Süper emici polimerlerle yüksek sıvı emme kapasitesine sahip tekstil yüzeylerinin geliştirilmesi

Abstract

Süper Emici Polimerler (SEP), kendi ağırlığının yüzlerce katı sıvıyı emebilen, suda çözünmeden şişebilen ve emdikleri sıvıyı basınç altında bırakmayan çapraz bağlı polimerlerdir. Günümüzde kullanılan ticari SEP’ler kısmen nötralize edilmiş, hafif çapraz bağlı poliakrilamid veya poliakrilik asidin sodyum tuzu veya kopolimerleri ile üretilmektedir. Hijyen, tekstil, medikal, tarım, inşaat, kontrollü ilaç salımı gibi birçok alanda kullanılmaktadırlar. Geleneksel emici ürünlerde toz formunda kullanılan SEP'lerin, yeterince hareketsiz hale getirilememesi nedeniyle üretim, taşıma ve kullanım sırasında yer değiştirme sorunları yaşanmakta, bu da homojen olmayan emicilik problemlerine yol açmaktadır. Bu tez çalışmasında, öncelikle SEP'lerin şişme davranışları incelenmiş, toz formu su bazlı kaplama pastası olarak silindir üzeri rakle kaplama yöntemi ile sıvı formu ise daldırma tekniği ile dokuma ve dokusuz yüzey kumaşlara kaplanmıştır. Kaplama yöntemi için uygun proses parametreleri belirlenerek, SEP'in pH'a bağlı şişme davranışı, konsantrasyon, kaplama kalınlığı ve kaplama katman sayısının etkileri incelenmiştir. Ayrıca, kaplama formülasyonunda ıslatıcı, çapraz bağlayıcı ve binder kullanımının etkileri araştırılmıştır. SEP kaplanmış kumaşların statik su emme, santrifüj su tutma ve yük altında su emme kapasiteleri ile su emme hızı ölçülerek istatistiksel olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca, kaplanmış kumaların yüzey morfolojisi Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelenmiş ve kimyasal yapısı Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) analizi ile karakterize edilmiştir.

Super Absorbent Polymers (SAPs) are cross-linked polymers that can absorb hundreds of times their own weight in liquid, swell without dissolving in water, do not release absorbed liquid under pressure. Today's commercial SAPs are produced with partially neutralized, slightly crosslinked polyacrylamide or sodium salt or copolymers of polyacrylic acid. They are used in many fields such as hygiene, textiles, medical applications, agriculture, construction, controlled drug release. In traditional absorbent products, SAPs used in powder form face displacement issues during production, transportation, and usage due to insufficient immobilization, leading to nonhomogeneous absorbency problems. In this thesis, the swelling behavior of SAPs was initially investigated. Subsequently, the powder form of SAPs was formulated into water-based coating paste. The coating paste was applied by the knife-over-roll method, and the liquid form was coated onto woven and non-woven fabrics using the dip-coating technique. Process parameters were optimized for the coating method, and the effects of SAP's pH-dependent swelling behavior, concentration, coating thickness, and number of coating layers were investigated. Additionally, the effects of use of wetting agent, crosslinker and binder in the coating formulation were investigated. The static water absorption capacity, centrifugal water retention value, water absorption capacity under load, and absorbency time of SAP-coated fabrics were measured and statistically evaluated. Also, the surface morphology of the coated fabrics was examined by Scanning Electron Microscopy (SEM), and their chemical structure was characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis.