XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2-5 Nisan 2014
GÜÇ TUTUŞURLUK ÖZELLİK KAZANDIRMADA SİLİKON
ALKOKSİTLERLE PAMUKLU MALZEMELERİN MODİFİKASYONU
Ana Marija Grancaric, Lea Botteri, Anita Tarbuk
University of Zagreb, Faculty of Textile Technology, Prilaz baruna Filipovica 28a, HR-10000 Zagreb,
Hırvatistan
[email protected]
Pamukluların bitim işlemlerinde zeolitle yapılan önceki çalışmamızın sonuçları, bu karışım
silikon bileşiğinin pamuğun tutuşabilirliğine önemli bir etki sağlayabildiğini göstermiştir [1].
Silikon, ısıl dekompozisyonu sırasında çok sınırlı toksik gazların açığa çıkmasıyla mükemmel
ısıl stabiliteye ve yüksek ısı direncine sahiptir. Bu makalede, pamuklu malzeme sol-jel
metoduyla modifiye edilmiştir. Pamuklu kumaş iki öncü silikon alkoksitler ile işleme tabi
tutulmuştur. Bunlar: 3-Aminopropiltrietoksisilan ve 3-Metakriloksipropiltrimetoksisilan [2-3].
Bu iki öncü bileşik, başlangıçtaki güç tutuşurluğu geliştirmek için konvansiyonel güç
tutuşurluk maddeleriyle kombine edilmiştir.
Ağartılmış dimi pamuklu kumaşlar (211 gr/m2), ilk olarak amonyum hidrojen fosfat (Ap2) ile
emdirme-kurutma yöntemiyle işlem görmüşlerdir. Sol-jel metodunda ise, emdirme banyosuna
3-Aminopropiltrietoksisilan (A) ve 3-Metakriloksipropiltrimetoksisilan (M) bileşikleri
eklenmiştir. Üçüncü işlemde, hem amonyum hidrojen fosfat hem de 3Aminopropiltrietoksisilan (Ap2A)
veya 3-Metakriloksipropiltrimetoksisilan (Ap2M)
bileşikleri emdirme banyosuna eklenmiş aplikasyondan sonra 110°C’ta 2 dakika kurutulmuş
ve 150°C’ta 5 dakika kondenzasyon işlemlerine tabi tutulmuştur. Amonyum hidrojen fosfat
ile işlemde pamuklu örnekler sadece kurutulmuştur.
Yanma davranışı ISO 4589:1996 (Plastikler–Oksijen indeksiyle yanma davranışının
belirlenmesi, LOI) standardına göre yapılmıştır. Isı şartları altında pamuklu kumaşın ısıl
değişimlerini daha iyi anlamak için termogravimetrik cihazı (TGA) ve mikro tutuşma
kalorimetresi (MCC) kullanılmıştır.
Pamukluların güç tutuşurluk özelliğinde kullanılan konvansiyonel ürün olan amonyum
hidrojen fosfat (Ap2), yüksek LOI değerleri (LOI 25) göstermektedir. Sol-jel metoduyla
sadece silikon alkoksitlerle işlem gören pamuklu kumaş, işlem görmemişe göre herhangi bir
gelişme göstermemiştir (LOI 19). Amonyum hidrojen fosfat ve öncü bileşiklerin emdirme
banyosuna birlikte eklenmesiyle LOI değerleri 30 ve 32’ye ulaşmıştır. Tablo 1’de
gösterilmiştir. Bu bileşiklerin güç tutuşurluk etkisi, pamuğun yüzeyinde ısı transferine karşı
bariyer bir etki oluşmasından dolayıdır. Bu yüksek LOI değerleri, silikon ve fosfat arasındaki
sinerjiyle açıklanabilmektedir.
57
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2-5 Nisan 2014
Tablo 1. ISO 4589:1996 göre LOI değerleri
Örnek
0
A
M
Ap2
Ap2A
Ap2M
ISO 4589:1996
t 100 mm [s]
LOI
105
19
107
19
104
19
80,7
25
64
30
52
32
Termogravimetrik cihazından (TGA) elde edilen sonuçlar, dakikada 10°C ısı değişiminin
olduğu 50°C’den 800°C’ye kadar olan bir bölgede gerçekleştirilmiştir. Ayrıca selülozun
parçalanması sırasındaki kütle kaybı da ölçülmektedir [4]. Amonyum hidrojen fosfat ve
öncülerin (Ap2A ve Ap2M) kombinasyonuyla işlem görmüş pamuklu kumaş, sadece Ap2 ile
işlem gören kumaşa göre tamamen parçalanma için gereken daha yüksek sıcaklığa ihtiyaç
duymakta ve daha fazla kömür kalıntıları çıkarmıştır.
Şekil 1. 10°C/dk ısıtmada pamuklu kumaşların TGA
eğrileri
Şekil 2. Pamuklu kumaşların HRR eğrileri
Şekil 2’de verilen MCC sonuçları, amonyum hidrojen fosfat ve silikon alkoksitlerle (Ap2A,
Ap2M) işlem gören kumaşın, daha düşük Isı Açığa Çıkarma Değerine sahip olduğunu
göstermektedir. Bu sonuç, herhangi bir malzemenin güç tutuşurluk özelliğinde ısıl özelliklerin
önemli olduğunu doğrulamaktadır.
Silikon alkoksitler konvansiyonel amonyum hidrojen bileşiği ile birlikte pamuğun güç
tutuşurluk özelliğini geliştirmede yardımcıdırlar.
Anahtar
Kelimeler:
Güç
tutuşurluk
maddeleri,
3-Aminopropiltrietoksisilan,
Metakriloksipropiltrimetoksisilan, konvansiyonel ürünler, LOI, TGA, MCC
3-
TEŞEKKÜR
Makale, “Sustainable flame retardancy for textiles and related materials based on nanoparticles
substituting conventional chemicals (MP1105)” isimli COST eylem projesi FLARETEX’in
58
XIII. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu
2-5 Nisan 2014
sonucunun bir kısmıdır. Yazarlar, projeye verdikleri destekten dolayı Avrupa COST Komisyonuna
teşekkür etmektedirler.
KAYNAKLAR
[1] Horrocks, A. R., Thermal (heat and fire) protection, In Textiles for Protection, Woodhead Publ.
Ltd, ISBN 978 1 85573 921, Cambridge, (2005), pp. 398-440.
[2] Macan, J ., Sol-gel process in preparation of organic-inorganic hybrid materials, Chemistry in
industry.57(7-8) 355–361 (2008).
[3] Alongi, J., Ciobanu, M., Malucelli, G., Sol–gel treatments on cotton fabrics for improving
thermal and flame stability:Effect of the structure of the alkoxysilane precursor, Carbohydrate
Polymers 87 (2012) 627– 635
[4] Grancarić, A. M., Tarbuk, A., Botteri, L.: Silicone for Improvement of Cotton Flame Retardance,
Program with Abstracts of 14th European meeting on Fire Retardancy and Protection of Materials.
Lille 2013. (P24)-99.
59
Download

güç tutuşurluk özellik kazandırmada silikon alkoksitlerle pamuklu